Stabiliser les cultures de protéagineux grains grâce aux associations culturales pour diminuer la dépendance protéique des élevages de l'Ouest

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Stabiliser les cultures de protéagineux grains grâce aux

associations culturales pour diminuer la dépendance

protéique des élevages de l’Ouest

Morgane Coulombel

To cite this version:

Morgane Coulombel. Stabiliser les cultures de protéagineux grains grâce aux associations culturales pour diminuer la dépendance protéique des élevages de l’Ouest. Sciences agricoles. 2017. �dumas-01634058�

Stabiliser les cultures de protéagineux grains grâce

aux associations culturales pour diminuer la

dépendance protéique des élevages de l’Ouest

Par : Morgane COULOMBEL

Soutenu à Rennes le 14/09/2017 Devant le jury composé de :

Président : Christine Bissuel

Maître de stage : Caroline Cocoual, remplacée par Aurélien Dupont

Enseignant référent : Matthieu Carof

Autres membres du jury (Nom, Qualité) A. Baranger, Rapporteur

Les analyses et les conclusions de ce travail d'étudiant n'engagent que la responsabilité de son auteur et non celle d’AGROCAMPUS OUEST AGROCAMPUS

OUEST CFR Angers CFR Rennes

Année universitaire : 2016 - 2017 Spécialité : Ingénieur Agronome Spécialisation / option :

Sciences et Productions Végétales (SPV) / Ingénierie des Agrosystèmes

Mémoire de Fin d'Études

d’Ingénieur de l’Institut Supérieur des Sciences agronomiques, agroalimentaires, horticoles et du paysage

de Master de l’Institut Supérieur des Sciences agronomiques, agroalimentaires, horticoles et du paysage

Fiche de confidentialité et de diffusion du mémoire

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(1) L’administration, les enseignants et les différents services de documentation d’AGROCAMPUS OUEST s’engagent à respecter cette confidentialité.

(2) Signature et cachet de l’organisme

(3).Auteur = étudiant qui réalise son mémoire de fin d’études

(4) La référence bibliographique (= Nom de l’auteur, titre du mémoire, année de soutenance, diplôme, spécialité et spécialisation/Option)) sera signalée dans les bases de données documentaires sans le résumé

Remerciements

Je tiens à remercier mes maîtres de stage, Caroline Cocoual, chargée d’étude de protection des cultures au Pôle Agronomie Productions végétales en Agriculture Conventionnelle ainsi qu’Aurélien Dupont chargé d’étude en Agrobiologie au Pôle Agronomie Productions végétales en Agriculture Biologique, pour leur soutien, leur accompagnement tout au long de mon stage, leurs conseils et leur transmission de savoir.

Je remercie également toute l’équipe de la station expérimentale de Kerguéhennec, pour leur accueil chaleureux au sein de leur équipe, leur bonne entente et le temps qu’ils ont pu m’accorder tout au long du stage et tout particulièrement Jean-Luc Giteau pour sa bienveillance et son encadrement, David Meallet pour ses connaissances et sa disponibilité permanente. Je remercie Floriane, Marie-Anna et San, stagiaires, pour leur bonne humeur et leur convivialité.

Enfin, je souhaite remercier Coralline Houise, mon binôme de stage au cours de ces six mois. Merci sa collaboration, son sérieux et son humour, pour sa bonne humeur quotidienne, son aide et sa complicité.

Liste des abréviations

ACR : Analyse des Composantes du Rendement Anova : Analyses de la variance

CRAB : Chambre Régionale d’Agriculture de Bretagne

FEADER : Fonds Européen Agricole pour le DEveloppement Rural GES : Gaz à Effet de Serre

INRA : Institut National de la Recherche Agronomique ITK : Itinéraire Technique Cultural

LAG : Légumineuses A Graines LER : Land Equivalent Ratio MAT : Matière Azotée Totale

MRP : Matières Riches en Protéines MS : Masse sèche

MSN : Marge Semi-Nette

PAC : Politique Agricole Commune PMG : Poids Mille Grains

PROGRAILIVE : Production PROtein GRAIn for LIVEstock RU : Réserve Utile

SAU : Surface Agricole Utile SP : Sous-Projet

Liste des figures

Figure 1 : Evolution des surfaces de protéagineux et de soja en France ... 2

Figure 2 : Evolution du bilan MRP en France de 1973 à 2012 ... 2

Figure 3 : Principales pays de l’UE produisant des LAG en termes de surface ... 4

Figure 4 : Production de lupin dans l’UE en 2014 ... 4

Figure 5 : Production de pois et de féverole dans les principaux pays de l’UE à 28 en 2015 4 Figure 6 : Production de lupin en 2015 ... 4

Figure 7 : Production de pois en 2015 ... 4

Figure 8 : Répartition des élevages porcins et vaches laitières en termes de production en France en 2010 ... 6

Figure 9 : Répartition des exploitations réalisant des associations protéagineux/céréales en Bretagne... 6

Figure 10 : Déficit en protéines biologiques pour l’alimentation animale en 2014 ... 6

Figure 11 : Composition des principales matières premières en % de la matière brute ...10

Figure 12 : Composition moyenne d’une graine de lupin ...10

Figure 13 : Composition d’une graine de pois ...10

Figure 14 : Evolution des rendements de pois et féverole de 1982 à 2015 ...10

Figure 15 : Répartition des axes de recherche du projet SOS PROTEIN...12

Figure 16 : Schéma général des étapes du projet PROGRAILIVE de SP1 à SP7 ...12

Figure 17 : Localisation des sites étudiés dans le cadre du projet PROGRAILIVE ...14

Figure 18 : Itinéraires techniques du pois et du lupin d’hiver et de printemps pour les essais blocs, réalisés dans le cadre du projet PROGRAILIVE à Kerguéhennec, Trévarez et Quéven ...16

Figure 19 : Dispositif en bloc mis en place à Kerguéhennec pour le lupin d’hiver ...18

Figure 20 : Suivis et notations à réaliser selon le stade de développement de la culture ...18

Figure 21 : Evolution des précipitations et des températures entre octobre 2016 et juillet 2017 par rapport aux normales à Bignan entre 1993 et 2017 ...20

Figure 22 : Evolution des précipitations et des températures entre octobre 2016 et juillet 2017 par rapport aux normales à Quéven entre 2007 et 2016 ...20

Figure 23 : Evolution des précipitations et des températures entre octobre 2016 et juillet 2017 par rapport aux normales à Trévarez entre 2011 et 2016 ...20

Figure 24 : Evolution du pouvoir couvrant de la sortie hiver à la pleine floraison et proportion de la biomasse d’adventices par rapport à la biomasse totale à pleine floraison pour le lupin et le pois d’hiver à Kerguéhennec ...22

Figure 25 : Pouvoir couvrant à pleine floraison pour le lupin pur et le lupin orge à Kerguéhennec ...22

Figure 26 : Développement de l’ascochytose à pleine floraison sur le pois d’hiver à Kerguéhennec ...22

Figure 27 : Biomasse à pleine floraison pour le lupin et le pois d’hiver à Kerguéhennec ...24

Figure 28 : Hauteurs à pleine floraison du pois et du lupin d’hiver à Kerguéhennec ...24

Figure 29 : Rendement du pois d’hiver de Kerguéhennec ...24

Figure 30 : Lupin pur d’hiver recouvert de vesce à Kerguéhennec ...26

Figure 31 : Evolution du pouvoir couvrant à pleine floraison et proportion de la biomasse d’adventices par rapport à la biomasse totale à pleine floraison du lupin et du pois de printemps à Kerguéhennec ...26

Figure 32 : Pouvoir couvrant du lupin blanc (à gauche) et du lupin bleu (à droite) avant floraison à Kerguéhennec ...26

Figure 33 : Biomasse à pleine floraison pour le lupin et le pois de printemps à Kerguéhennec ...28

Figure 35 : Rendement du pois de printemps à Kerguéhennec ...28

Figure 36 : Evolution du pouvoir couvrant à pleine floraison et proportion de la biomasse d’adventices par rapport à la biomasse totale à pleine floraison pour le pois d’hiver à Quéven et Trévarez ...30

Figure 37 : Rendement du pois d’hiver à Quéven et Trévarez ...30

Figure 38 : Evolution du pouvoir couvrant de la levée à la pleine floraison et proportion de la biomasse d’adventices par rapport à la biomasse totale à pleine floraison pour le lupin et le pois de printemps à Quéven et Trévarez ...32

Figure 39 : Biomasse à pleine floraison pour le lupin et le pois de printemps à Quéven et Trévarez ...32

Figure 40 : Rendement du pois de printemps à Quéven ...34

Figure 41 : Rotations du cas-type en AC ...36

Figure 42 : Rotations du cas-type en AB ...36

Figure 43 : Comparaison des rendements de la saison culturale 2015-2016 avec ceux obtenus en 2016-2017, en AC et en AB ...40

Figure 44 : Comparaison des rendements de la saison culturale 2015-2016 avec ceux obtenus en 2016-2017, en AC et en AB ...42

Liste des tableaux

Tableau 1 : Surfaces de légumineuses cultivées en AB et comparaison avec les superficies totales en AB et en AC en 2011-2012 ... 2 Tableau 2 : Récapitulatif des pathogènes et ravageurs du pois et du lupin ... 8 Tableau 3 : Limites d’incorporation des légumineuses à l’alimentation animale ...10 Tableau 4 : Modalités appliquées aux essais selon les différents sites dans le cadre du projet PROGRAILIVE ...14 Tableau 5 : Exploitations cas-types en Bretagne ...18 Tableau 6 : Analyse économique à l’échelle de la parcelle et de l’exploitation pour les cas-types en AC et en AB ...38 Tableau 7 : Intérêt d’un remplacement d’un ha de pois (pur ou associé) par rapport à un ha de blé, à l’échelle de la parcelle dans différents contextes de prix ...40

Liste des annexes

Annexe I : Inventaire des productions de LAG en France ...51

Annexe II : Chiffres-clés de l’agriculture bretonne ...53

Annexe III : Les stades de développement du pois ...55

Annexe IV : Les stades de développement du lupin ...57

Annexe V : Composition centésimale des graines de protéagineux en % de la matière sèche ...59

Annexe VI : Analyse de sols des différents sites pour les essais en blocs ...61

Annexe VII : Triangle des textures des sols ...63

Annexe VIII : Vue aérienne des essais blocs sur la station expérimentale de Kerguéhennec (Bignan) ...65

Annexe IX : Vue aérienne des essais blocs de Quéven ...67

Annexe X : Vue aérienne des essais blocs de Trévarez (Saint-Goazec)...69

Annexe XI : Dispositif en bloc mis en place à Quéven et Trévarez pour le lupin de printemps ...71

Annexe XII : Dispositif en bloc mis en place à Kerguéhennec pour le lupin de printemps ....73

Annexe XIII : Dispositif en bloc mis en place à Kerguéhennec, Quéven et Trévarez pour le pois d’hiver ...75

Annexe XIV : Dispositif en bloc mis en place à Kerguéhennec, Quéven et Trévarez pour le pois de printemps ...77

Annexe XV : Dispositif en bande à Fouesnant (AC) pour le lupin d’hiver ...79

Annexe XVI : Protocoles pour les suivis et notations des essais pour le pois et le lupin ...81

Annexe XVII : Protocole de notations maladies ...83

Annexe XVIII : Egrenage à la récolte : perte en qx/ha ...87

Annexe XIX : Reliquats sortie hiver des essais blocs en AC et en AB à Quéven, Trévarez et Kerguéhennec selon différentes modalités ...89

Sommaire

Remerciements ... 5

Introduction ... 1

I) Le contexte de l’étude ... 3

1- L’alimentation animale en France ... 3

2- L’agriculture bretonne et ses caractéristiques ... 5

3- Les généralités des protéagineux : zoom sur le pois et le lupin ... 5

4- Les spécificités des associations de cultures protéagineux-céréales ...11

II) Cadre de l’étude : Le projet PROGRAILIVE ...13

III) Objectifs, problématiques et hypothèses...13

1- Evaluation du projet PROGRAILIVE ...13

2- Evaluation du stage ...15

IV) Matériel et méthodes ...15

1- Organisation des parcelles ...15

2- Suivi et notations des essais ...17

3- Analyse statistique ...19

4- Etude économique ...19

V) Résultats et analyses ...21

1- Caractérisation de la saison culturale ...21

2- Agriculture conventionnelle – Kerguéhennec ...21

3- Agriculture biologique – Quéven et Trévarez ...27

4- Comparaison multisites ...33

5- Comparaison avec les essais bandes ...35

6- Analyse économique...37

VI) Discussion ...39

1- Comparaison avec la saison culturale 2015-2016 ...39

2- Améliorations possibles de la méthodologie ...41

3- Préconisations suite aux résultats ...41

4- Perspectives sur le devenir des protéagineux ...43

Conclusion ...43

Bibliographie ...45

1

Introduction

La demande en produits carnés est grandissante en vue de nourrir la population mondiale, qui atteindra 9 milliards d’habitants en 2050. Ainsi, les besoins en protéines végétales pour nourrir les animaux d’élevage sont croissants. Cependant, cette production est actuellement trop faible en France et en Europe pour fournir l’alimentation nécessaire aux élevages (Ministère de l’agriculture de l’agroalimentaire et de la forêt, 2014). Entre 2008 et 2012, la production mondiale de légumineuses à graines (LAG) était estimée à 334 millions de tonnes par an en moyenne, avec le soja comme production majoritaire à 75%. En Europe, leurs surfaces cultivées représentent de 0,3 à 7%, et moins de 5% en France. L’importation de tourteaux de soja notamment, est majoritaire chez les exploitants français et cette situation de dépendance devient préjudiciable (Schneider/Huyghe, 2015). Il est ainsi nécessaire de s’orienter vers une indépendance protéique, objectif qui a été établi depuis l’embargo des Etats-Unis en 1973. C’est l’année d’après en 1974 que le Plan Protéine a débuté (Ministère de l’agriculture de l’agroalimentaire et de la forêt, 2014).

De nombreux projets de recherche ont depuis été lancés pour les légumineuses sur des innovations avec des rotations plus longues ou des cultures associées. Mais en France entre 1989 et 2013, les superficies françaises en LAG ont fortement diminué de 68%. Le pois protéagineux représente 46% des superficies, la féverole en représente 26%. Enfin le soja est cultivé sur 17% des surfaces totales de légumineuses. Les autres espèces (lentille, lupin, haricot) sont minoritaires à moins de 10% des surfaces de production. Les légumineuses subissent une baisse constante de production, notamment le pois qui représente la majeure partie de la production française. Cette diminution est due au développement important d’Aphanomyces euteiches sur les cultures. De plus, le manque d’organisation des secteurs en amont et en aval, le manque de références et de conseils techniques freinent leur développement (Denhartigh, 2015). Enfin, au 1er _{janvier 2018, l’alimentation des}

monogastriques en agriculture biologique (AB) devra être issue à 100% de l’AB. Il est donc nécessaire de substituer les matières premières conventionnelles riches en protéines actuellement autorisées (5%) par des matières premières biologiques (Lubac, 2016).

L’enjeu est de taille pour les exploitants : en agriculture conventionnelle (AC), s’orienter vers une autonomie protéique à l’échelle de la Bretagne et des Pays-de-la-Loire et trouver une alternative au prix du soja, et en AB, substituer les 5% de matières premières conventionnelles par des matières premières biologiques riches en protéines.

Pour répondre à ces problématiques, le projet PROGRAILIVE (Production PROtein GRAIn for LIVEstock) est lancé en janvier 2016 pour une durée de 4 ans. Il a été développé dans les régions Pays-de-la-Loire et Bretagne et a pour objectif de sécuriser la production de trois protéagineux : le lupin, le pois et la féverole dans ces régions à dominante élevage où l’enjeu est de taille. L’objectif du projet est de produire davantage de protéagineux et pour cela les associations protéagineux/céréales sont étudiées. En effet, les céréales peuvent servir de tuteur, être compétitives face aux adventices et ainsi sécuriser le rendement des protéagineux. Le but de ces associations est de permettre aux pois, féverole, lupin d’avoir une bonne ration alimentaire avec de bonnes caractéristiques nutritives, une viabilité économique et des atouts environnementaux ([b] Pôle Agronomique Ouest, s. d.).

Nous débutons désormais la deuxième année du projet PROGRAILIVE sur différents sites expérimentaux ou chez des agriculteurs. Ce mémoire de fin d’étude traite de son contexte. Après un état des lieux complet, les résultats de cette année 2017 seront analysés d’un point de vue agronomique et économique pour les différents sites associés au projet. Enfin, une discussion sera menée afin de déterminer finalement quelles associations culturales protéagineux/céréales sont performantes d’un point de vue agronomique, lesquelles permettent une indépendance protéique de l’exploitation, ainsi qu’un revenu à l’agriculteur.

Figure 1 : Evolution des surfaces de protéagineux et de soja en France (Tirée de Schneider/Huyghe, 2015) (Source : UNIP-Onidol)

Figure 2 : Evolution du bilan MRP en France de 1973 à 2012 ([a] FranceAgriMer, 2015) (source : UNIP)

Tableau 1 : Surfaces de légumineuses cultivées en AB et comparaison avec les superficies

totales en AB et en AC en 2011-2012

2

I)

Le contexte de l’étude

1-

L’alimentation animale en France

i)

Historique des protéagineux et influence de la PAC

Historiquement, la France importe la majeure partie de son alimentation animale des Etats-Unis, sous forme de tourteaux de soja. Mais après l’embargo des Etats-Unis en 1973 concernant leurs exportations, un plan protéines a été lancé en France en 1974. Il devenait en effet essentiel que la France devienne indépendante en protéines pour l’alimentation animale. En 1982, des aides PAC permettent le développement du pois pour l’alimentation porcine (Peyronnet & al., 2014). Mais le développement des protéagineux est freiné en 1988, avec l’instauration d’une Quantité Maximale Garantie (Duc & al., 2010).En 1994, un nouveau mode de soutien à l’hectare est mis en place. Cependant, le pois, tout comme la féverole, subissent la concurrence du blé et du tourteau de soja (Peyronnet & al., 2014). Finalement, on note depuis 1990 une diminution considérable des surfaces françaises en protéagineux, notamment celles du pois, due au développement d’Aphanomyces dans les cultures. La féverole reste assez constante (Figure 1). Le pois l’emporte avec une surface de 134 000 ha, loin devant la féverole (60 000 ha) et devant le lupin, très peu développé avec 3 000 ha (Gueguen, 2008).

Puis en 2010, il y a une mise en place d’aide à la production de protéagineux (Duc & al., 2010), d’où un pic de production en France visible sur la Figure 1. Maissur la campagne 2012-2013, on remarque un cumul de seulement 300 000 tonnes de pois et de la féverole utilisés pour l’alimentation animale française, ceci étant dû à la concurrence face à l’exportation vers des pays tiers (Peyronnet & al., 2014). En 2012, une aide européenne découplée permet de relancer la production de protéagineux passant de 900 000 ha cultivés en 2013 à plus de 1 400 000 ha en 2015 dans l’UE (Terres OléoPro, 2016). Il est à signaler que les surfaces de production de LAG sont plus importantes en AB qu’en AC. Comme le montre le Tableau 1, en 2012, les surfaces de protéagineux en AB ont diminué par rapport à 2011, suivant la tendance globale (Figure 1). En 2013, la PAC fournit une aide de 207€/ha (Vannetzel, 2013) ayant un impact direct se traduisant par une augmentation des surfaces de protéagineux (Figure 1). Pour la PAC 2015-2020, une aide aux protéagineux de 33,8 millions d’euros a été débloquée (Ministère de l’agriculture de l’agroalimentaire et de la forêt, 2015). En effet, on constate en France une évolution des surfaces en pois entre 2014 et 2015, notamment en Bretagne où la hausse est estimée à plus de 25% ([b] FranceAgriMer, 2015).

Le déficit en matières riches en protéines (on définit comme matière riche en protéines (MRP) toutes les matières premières concentrées contenant plus de 15% de protéines) était de 70% en 1980 en France. Aujourd’hui elle a baissé à 37% (Peyronnet & al., 2014). Cette diminution de déficit en MRP s’explique par une demande actuelle en tourteaux de soja non OGM grandissante, passant de 1,2 millions de tonnes importées en 2002 à 0,6 en 2012. Ces exigences encouragent à s’orienter davantage vers l’autonomie protéique et vers une meilleure traçabilité ([a] FranceAgriMer, 2015). Cependant, le déficit restant est de 37% et s’explique facilement par un taux de couverture très faible en soja puisque seulement 3% des protéines de soja consommées étaient d’origine métropolitaine lors de la campagne 2011-2012 (Figure 2).

ii)

Etat des lieux des cultures du pois et du lupin en AC et en AB

Le soja est la première LAG à être produite dans le monde à 83%, suivi des haricots secs. Les pois secs (dont le pois protéagineux) arrivent en 3e _{position suivis de la féverole à 1,5%.}

Le lupin ne représente que 0,3% de la production de LAG mondiale (Labalettte, 2016). Dans l’UE, le lupin est majoritairement produit en Pologne à 61% (Figure 3) et arrive en avant dernière position avec 5% de la production européenne de LAG (Labalette, 2016). En termes de surfaces, l’Espagne et la France en cultivent davantage, suivis par l’Italie (Figure 4). Le pois

Figure 3 : Principales pays de

l’UE produisant des LAG en termes de surface

(Labalette, 2016) (source : FAOstat)

Figure 5 : Production de pois et de

féverole dans les principaux pays de l’UE à 28 en 2015

(Terres OléoPro, 2016) (source : Terres Univia)

Figure 4 : Production de lupin

dans l’UE en 2014

(FOF, s. d.) (source : FOP d’après Terres Univia)

Figure 7 : Production de pois en 2015 (Terres OléoPro, 2016) (source : SSP)

Figure 6 : Production de lupin en 2015 (Terres OléoPro, 2016) (source : SSP)

3 est majoritairement produit à 37%, suivi de la féverole à 24% puis du soja (20%) (Labalette, 2016). La France arrive en tête de la production européenne du pois avec plus de 600 000 tonnes produites en 2015 (Figure 5). Les régions les plus productrices de pois sont la Champagne-Ardenne, la région Centre, suivies de la Picardie, du Poitou-Charentes et de la Bourgogne (Figure 6). Le pois cumule un maximum de surface française, devant la féverole et le soja, avec 157 000 ha. Pour le lupin, l’hexagone se place en 3e _{position en Europe, avec}

9% de la production (Labalette, 2016). Les régions les plus productrices sont le Pays-de-la-Loire, la Bretagne et le Poitou-Charentes avec des surfaces supérieures à 1 000 ha (Figure 7). Au total en France en 2015, 7 600 ha de lupin ont été récoltés (Figure 7), pour 19 000 tonnes produites (Terres OléoPro, 2016). Pour plus de précisions, l’inventaire des productions des LAG en France est disponible en Annexe I.

2-

L’agriculture bretonne et ses caractéristiques

La région Bretagne se situe à l’Ouest de la France et est constituée de quatre départements : le Morbihan (56) où se situe la station de Kerguéhennec, le Finistère (29), les Côtes-d’Armor (22) et l’Ille-et-Vilaine (35). La Bretagne s’inscrit comme étant une région à dominante élevage laitier. Elle occupe la première place pour la production de lait, de viande porcine, de viande bovine veaux, de volailles et d’œufs (Figure 8 et Annexe II pour plus de détails). Avec 2,2% de surfaces biologiques en céréales et oléo-protéagineux, la Bretagne se place 4e _{en France.}

Trois-quarts des surfaces de céréales et oléo-protéagineux biologiques de la région sont situées dans des élevages (GAB, FRAB, 2015). Selon l’enquête menée par Agrocampus Ouest pour Sécuriprot sur 69 agriculteurs, la Figure 9 représente le nombre d’exploitations du Grand Ouest qui cultive des protéagineux. Les protéagineux en culture pure représentent 8% de la SAU et 15% pour les protéagineux en association. La majorité des protéagineux cultivés sont la féverole et le pois. La féverole est autant cultivée en culture pure qu’en association, alors que le pois d’hiver est majoritairement en association et le pois de printemps en culture pure. Ces cultures sont représentatives de l’exploitation puisque 94% des agriculteurs en AB font des cultures associées contre 19% des exploitants en AC (Carof, 2016).

Cette région à dominante élevage s’inscrit donc parfaitement dans la problématique du projet PROGRAILIVE. De plus, la Bretagne et le Pays-de-la-Loire sont les régions les plus déficitaires en MRP (Figure 10). Être indépendant d’un point de vue protéique semble donc essentiel pour cette région, afin de nourrir de manière indépendante leurs animaux, en limitant voire en supprimant les importations.

3- Les généralités des protéagineux : zoom sur le pois et le lupin

i)

Présentation des légumineuses et de leur particularité

Dans la réglementation européenne, le terme "protéagineux" désigne trois groupes de cultures dont les graines sont récoltées sèches à maturité : le pois Pisum sativum, la féverole

Vicia fabae et trois espèces de lupin doux : le lupin blanc Lupinus albus, le lupin bleu Lupinus angustifolius et le lupin jaune Lupinus luteus. Ces plantes à fleurs sont capables de fixer le

diazote atmosphérique grâce à la présence de bactéries du genre Rhizobium leguminosarum présentes dans les nodosités des racines, qui fournissent 40 à 90% d’azote à la plante (Arvalis, 2010). Cette fonction diazotrophe présente de nombreux atouts pour les protéagineux. Agronomiquement, ces cultures permettent de diversifier les systèmes de culture. Cela pourrait résoudre des problèmes de dépendance protéique, d’engrais, d’énergies fossiles. Dans le domaine de l’économie, cela permet de créer de nouveaux marchés. Enfin, la fonction diazotrophe des protéagineux permet de diminuer les impacts environnementaux (Duc & al., 2010).

Figure 8 : Répartition des élevages porcins et vaches laitières en termes de production en

France en 2010

(Carof & al., 2016) (source : Agreste)

Figure 9 : Répartition des exploitations réalisant des associations protéagineux/céréales en Bretagne

(Carof, 2016) (source : Enquête SécuriProt)

Figure 10 : Déficit en protéines biologiques pour l’alimentation animale en 2014 (en tonnes

de MAT)

4

ii)

Exigences du pois et du lupin

Le lupin et le pois sont des cultures d’hiver et de printemps. Les cultures d’hiver ont des cycles plus longs et sont donc généralement plus sensibles aux maladies, pour des potentiels de production plus importants que les cultures de printemps. Ces dernières sont cependant plus sujettes aux ravageurs, à cause d’un climat doux au printemps. En AC, les cultures d’hiver sont privilégiées pour obtenir un bon potentiel de rendement alors qu’en AB, les cultures de printemps permettent de limiter les pertes de rendement dues aux maladies. Leurs stades de développement sont visibles en Annexes III et IV.

Les lupins blancs de printemps et d’hiver se cultivent dans des sols assez pauvres mais avec une bonne rétention en eau, et des sols peu hydromorphes pour la culture d’hiver. Ils sont déconseillés dans les sols limoneux, froids et battants (Jung, 2016). Le semis pour le lupin blanc d’hiver se réalise entre fin septembre et début octobre, alors que les lupins de printemps se sèment entre mi-février et mi-mars, à 3 cm de profondeur (Jung, 2016). Le délai de retour est de 4-5 ans, notamment dû à des problèmes de Sclerotinia. Le lupin blanc est sensible au calcaire, le taux de CaCO3 ne doit pas dépasser 2,5%. Le lupin bleu est précoce de 15 à 20 jours et moins sensible à l’anthracnose et aux adventices (Opaba/ITADA, 2005). En France, il est possible de cultiver du lupin blanc sur des sols neutres à légèrement acides 6,5-7 alors que le lupin bleu et le lupin jaune sont des plantes de sol acides (AlterAgri, 2002 ; Jung, 2016). Ce dernier ne tolère pas le gel. Les lupins jaune et bleu représentent de faibles surfaces en France par rapport au lupin blanc (Denhartigh, 2015). Les récoltes s’effectuent de fin juillet à mi-août pour le lupin blanc d’hiver et de fin août à début septembre pour le lupin blanc de printemps. Le lupin bleu se récolte vers fin juillet (Arvalis/UNIP, 2012 ; Arvalis/UNIP, 2014, Jung, 2016). Les potentiels de rendements en AC sont de 50 qx/ha pour le lupin blanc d’hiver, 40 qx/ha pour le lupin blanc de printemps, 20 qx/ha pour le lupin bleu. Un rendement intermédiaire est attendu pour le lupin jaune (GAB 29, 2014).

Le pois est sensible à la sécheresse et est déconseillé dans les sols lourds ou limoneux battants, car ces sols sont trop sensibles au tassement. La culture de pois d’hiver exige des sols peu hydromorphes. Le pH des sols cultivés doit être supérieur à 6 (Terres Inovia, 2015). Pour le pois d’hiver, le semis se fait de octobre à novembre, et au printemps entre mi-février et mi-mars, à 3-4 cm de profondeur (Jung, 2016). Le délai de retour pour le pois est entre 5 et 6 ans, notamment dû à des problèmes d’Aphanomyces (Jarry, 2016). Pour le pois d’hiver et de printemps, la récolte s’effectue début juillet pour le pois d’hiver et mi-juillet pour le pois de printemps pour un potentiel de rendement de 45 à 60 qx/ha en AC (Arvalis/UNIP, 2012 ; Arvalis/UNIP, 2014, Terres Inovia, 2015).

La récolte est optimale quand l’humidité est autour de 14% pour les protéagineux et 15% pour les céréales (Arvalis/UNIP, 2012 ; Arvalis/UNIP, 2014).

iii)

Les bioagresseurs du pois et du lupin

Dans le Tableau 2 sont représentés les bioagresseurs du pois et du lupin. Ils récapitulent les symptômes et observations caractéristiques, les dates potentielles d’apparition des bioagresseurs ainsi que leur nuisibilité.

iv)

Les caractéristiques nutritives du lupin et du pois et leurs valorisations

La Figure 11 illustre une comparaison des différentes cultures selon leur composition nutritionnelle. Le blé et le maïs sont extrêmement riches en amidon (jusqu’à 50%), mais pauvres en MAT. A l’inverse le tourteau de soja a une source d’énergie différente avec un fort pourcentage en MAT (plus de 40%). Les protéagineux, féverole et pois, sont intermédiaires et contiennent de l’amidon et des protéines. Le lupin est davantage semblable à la composition

Tableau 2 : Récapitulatif des pathogènes et ravageurs du pois et du lupin (Arvalis/UNIP, 2013 ; Arvalis, s. d. ; Pisom, 2016) (Mise en forme : Morgane Coulombel)

5 du tourteau de soja (Peyronnet, 2014). L’Annexe V récapitule pour chaque protéagineux leur composition détaillée et le Tableau 3 récapitule les différents taux d’incorporation pour les monogastriques et ruminants, pour le pois, le lupin, la féverole et le tourteau de soja.

La Figure 12 présente la composition de graine de lupin blanc. Ce protéagineux est dépourvu de facteurs anti-nutritionnels. La teneur en alcaloïdes est faible, ce qui n’affecte pas les animaux. Le lupin blanc est celui qui fournit le plus de protéines avec un taux à 34% par rapport au pois et la féverole. Il est riche en matières grasses à 8%, surtout en acides gras polyinsaturés comme les oméga 3 qui sont favorables à la santé animale (Boisnard, 2013). Le lupin blanc contient des teneurs élevées en oligosaccharides, qui peuvent conduire à des désordres digestifs graves (Schneider/Huyghe, 2015) et une forte teneur en galactosides. Cela provoque une mauvaise valorisation par les porcs. Cependant, après ajout de galactosidase, la valorisation permet d’atteindre un équivalent à celle du tourteau de soja. En production laitière, l’acidose est une maladie qui préoccupe les éleveurs. Une faible proportion d’amidon dans le lupin blanc (7%) est un atout : il permet de limiter les risques acidogènes dans les rations alimentaires animales (Valdeavero, 2012 ; Schneider/Huyghe, 2015). Malgré le peu de protéines digestibles, les vaches laitières peuvent le valoriser et en consommer au maximum jusqu’à 5-6 kgs par jour afin de ne pas observer une hausse du taux butyrique (Froidmont/Leterme, 2005 ; Schneider/Huyghe, 2015). Les génisses peuvent également le valoriser, en ayant une ration alimentaire de 60% de maïs et 40% de lupin jusqu’à 6 mois (Boisnard, 2013). Pour ce qui est de l’alimentation aviaire, la digestibilité des protéines est faible mais le lupin blanc peut être incorporé de manière significative et complété avec du tourteau de soja (Froidmont/Leterme, 2005 ; Schneider/Huyghe, 2015). Le lupin jaune est plus riche en protéines (40%). Il possède 15% de cellulose brute et ses graines sont toxiques à cause de la présence d’alcaloïdes. Cependant, des variétés pauvres en alcaloïdes ont été développées et le lupin jaune est utilisé pour l’alimentation animale même s’il reste peu connu (Vegetox, 2012). Le lupin bleu, avec 34% de protéines, est riche en matières grasse dont en acides gras polyinsaturés, favorables à la santé animale (Sem-Partners, 2015). Il est favorisé chez le porc pour la digestibilité des acides aminés, malgré des alcaloïdes amers (Schneider/Huyghe, 2015).

Le pois, quant à lui, possède moins de protéines (21%) que le lupin (Figure 13) mais il a une valorisation égale au lupin pour l’alimentation des vaches laitières. En ce qui concerne les volailles, le pois a un apport protéique élevé, mais un ratio méthionine sur lysine trop faible. Si ce déficit en acides aminés est pris en compte dans la ration alimentaire, le pois a des incorporations significatives dans l’alimentation des volailles, compensé par d’autres aliments pour faciliter la digestibilité (GAB/FRAB, 2013 ; Schneider/Huyghe, 2015). Par sa teneur élevée en amidon et sa richesse en lysine, le pois est intéressant pour couvrir les besoins du porc. Ainsi, on estime à plus de 1,5 millions de tonnes son débouché potentiel (Peyronnet &

al., 2014). Le pois se substitue parfaitement au tourteau de soja, sauf pour les porcelets où la

quantité d’incorporation du pois à la ration alimentaire est limitée par les craintes d’apparition de diarrhées chez les jeunes animaux (Froidmont/Leterme, 2005).

v)

Les freins et leviers au développement du pois et du lupin

Dans le cadre du projet SécuriProt (aujourd’hui PROGRAILIVE), les 69 agriculteurs intérrogés (Carof, 2016) précisent que les freins d’un point de vue agronomique sont principalement les rendements qui, caractérisés par une forte variabilité (Figure 14), sont souvent pénalisés par l’enherbement (notamment en AB), l’impact des maladies et ravageurs, la forte sensibilité aux aléas climatiques et au stress hydrique (Lubac, 2016). De plus, d’un point de vue sanitaire, le risque d’observer la maladie Aphanomyces sur les parcelles est élevé. Enfin, lorsque le pois verse, dû aux mauvaises conditions climatiques, les plantes se tassent et deviennent plus sensibles aux maladies ou à des attaques de bioagresseurs. Sa récolte en devient alors difficile (Arvalis, 2017). Selon l’enquête menée pour Sécuriprot, 75% des agriculteurs s’interrogent sur l’avenir de ces cultures. Elles sont peu sécurisées à cause des freins cités ci-dessus. Par contre, moins de 5% des agriculteurs sont certains d’arrêter ces

Tableau 3 : Limites d’incorporation des légumineuses à l’alimentation animale (GAB 32, 2015 ; Schneider/Huyghe, 2015) (Mise en forme : Morgane Coulombel) (NR : Non

renseigné)

Figure 11 : Composition des

principales matières premières en % de la matière brute

(Peyronnet, 2014) (source : INRA/Feedbase)

Figure 13 : Composition d’une graine de pois (Terres Univia, s. d.) (source : INRA-AFZ) Figure 12 : Composition moyenne d’une graine de

lupin

(Jung, 2016) (source : Terres Univia)

Figure 14 : Evolution des

rendements de pois et féverole de 1982 à 2015 (Lacampagne, 2015) (source : SCEES/UNIP/Arvalis/Terres Inovia/Terres Univia)

6 cultures, ce qui montre qu’une majorité des agriculteurs bretons est prête à poursuivre ses cultures de protéagineux (Carof, 2016). Parmi eux, 60% considèrent les protéagineux comme étant des bons précédents, 70% comme étant substituables au soja. Les protéagineux permettent un allongement de la rotation, une économie d’intrants, une marge brute intéressante, et 8% pensent qu’il s’agit d’un débouché assuré. Les agriculteurs questionnés proposent une hausse du prix du soja afin de rendre les protéagineux compétitifs, une meilleure rentabilité et enfin plus d’aides publiques (Carof, 2016). Outre ces enquêtes, des solutions sont également proposées pour réintroduire le pois en communiquant davantage sur l’effet précédent et l’intérêt de l’apport azoté dû à la culture protéagineuse, rendre plus opérationnel et moins coûteux le test sur Aphanomyces et enfin disposer de variétés plus résistantes à Aphanomyces pour le pois ([a] FranceAgriMer, 2015). En termes de débouché, Terrena a déjà mis en place la filière Lup’ingrédients. Pour assurer les besoins de la filière, le groupe coopératif a mis en place une contractualisation de la production de lupin en proposant aux producteurs une marge brute compétitive par rapport aux autres cultures. Un système de prix garanti est proposé entre 370 à 400 €/t ([a] FranceAgriMer, 2015).

4- Les spécificités des associations de cultures protéagineux-céréales

L’intensification de l’agriculture et des agroécosystèmes au 20e _{siècle a permis le}

développement des cultures monospécifiques, au détriment des associations culturales. Aujourd’hui ces systèmes sont remis en cause avec la préoccupation de diminuer les intrants, de préserver l’environnement et la biodiversité. En effet, à production équivalente, une association blé/pois a des impacts de 30 à 60% inférieurs aux cultures pures pour l’émission de GES et la demande en énergie. A surface équivalente, l’association réduit jusqu’à 77% l’eutrophisation. De plus, les rendements des protéagineux associés sont plus réguliers et supérieurs par rapport à une culture pure (Corre-Hellou & al., 2013). Il y a une bonne compétitivité vis-à-vis des adventices, car la couverture du sol est plus importante et il y a une meilleure utilisation des ressources du sol au détriment des adventices. Les ressources azotées sont mieux valorisées, le protéagineux se nourrit majoritairement de l’azote atmosphérique, alors que la céréale prélève l’azote du sol. La résistance aux maladies est plus importante due à une faible densité des feuilles des plantes hôtes et à un effet barrière pour les maladies à dispersion aérienne des plantes non hôtes. Les céréales servent de tuteur aux protéagineux et limitent ainsi la verse (Schneider/Huyghe, 2015). En France, 50 000 ha sont estimés en association, notamment 30 000 ha en AB pour l’autoconsommation dans les élevages. En effet, la robustesse des associations face aux contraintes biotiques et abiotiques permet aux agriculteurs en AB de produire des protéagineux, avec un gain de productivité de 20% par rapport aux cultures pures (Corre-Hellou & al., 2013).

Cependant plusieurs limites se posent. La proportion de chaque espèce à la récolte n’est pas maitrisée (Biarnès & al., 2011). Synchroniser la maturité des deux espèces est un enjeu essentiel pour l’agriculteur au vu du tri à réaliser post récolte (Corre-Hellou & al., 2013). Un inconvénient majeur est de trier après récolte, car peu de coopératives en AC proposent ce service, dû à son coût élevé de 10 à 15 €/t (démélange de 7 € et 8 € de pertes de protéagineux non séparés du blé). Ce coût reste acceptable en AB car les prix de vente sont élevés. En revanche, en AC, cela diminue l’intérêt des associations malgré les diminutions de coûts de charges et d’intrants (Corre-Hellou & al., 2013).

Malgré ces quelques inconvénients, ces associations pourraient être un levier pour sécuriser la production de protéagineux tels que le pois et le lupin afin de développer ces cultures dans les exploitations agricoles, de les favoriser dans le but de devenir autonome en protéines dans les élevages et d’encourager les agriculteurs à développer ces cultures. C’est dans ce cadre que s’inscrit le projet PROGRAILIVE.

Figure 15 : Répartition des axes de recherche du projet SOS PROTEIN ([a] pôle Agronomique Ouest, s. d.)

Figure 16 : Schéma général des étapes du projet PROGRAILIVE de SP1 à SP7 (D’après [b] Pôle Agronomique Ouest, s. d.)

7

II)

Cadre de l’étude : Le projet PROGRAILIVE

Le projet PROGRAILIVE est un des 4 projets qui composent SOS PROTEIN (Sustain Our Self sufficiency Protein Research to Overcome the Trend of European Import Needs), lancé en 2015 et financé par FEADER (Fonds Européen Agricole pour le DEveloppement Rural). Il s’agit d’un programme de recherche et d’expérimentations inter-régional entre la Bretagne et les Pays-de-la-Loire avec pour objectif final l’autonomie protéique à l’échelle régionale. Ce projet est divisé en 4 axes de recherche et d’expérimentations, selon différentes problématiques (Figure 15) ([a] Pôle Agronomique Ouest, s. d.). La durée du projet est de 4 ans et a débuté en janvier 2016. Le budget global est de 2 683 662 euros, financé par la PAC FEADER PEI-AGRI et le conseil régional de Bretagne. A cela s’ajoutent 32 partenaires dont des acteurs économiques, des organismes professionnels agricoles, des organismes de recherche et de formation et 4 lycées agricoles. Au sein de ce projet s’inscrivent 7 sous-projets, de SP1 à SP7 (Figure 16). Les objectifs sont de sécuriser et d’augmenter la production de protéagineux grains, via entre autres l’expérimentation, le suivi de parcelles et les enquêtes en vue d’atteindre l’indépendance protéique des élevages de Bretagne et Pays-de-la-Loire ([b] Pôle Agronomique Ouest, s. d.).

Au sein de la station expérimentale de Kerguéhennec de la CRAB s’inscrivent les sous-projets SP1 et SP2. SP2 a la particularité d’avoir été mis en place après une demande générale des agriculteurs eux-mêmes. SP2 correspond à la phase d’expérimentation et de mise en place des essais. Il est lui-même divisé en 2 parties : le SP2A qui concerne les essais en blocs, en micro-parcelles, en station ou chez des agriculteurs et le SP2B qui concerne les essais en macro-parcelles de type bandes, chez des agriculteurs.

III) Objectifs, problématiques et hypothèses

1- Evaluation du projet PROGRAILIVE

Il s’agit ici d’une étude mettant en avant les complémentarités entre les légumineuses et les céréales, dans une perspective de double performance économique et environnementale. Dans le projet PROGRAILIVE, la particularité est que le protéagineux est l’objectif premier, il est prioritaire pour la récolte et la céréale n’est là que pour aider la légumineuse d’un point de vue agronomique, environnemental et économique ([a] FranceAgriMer, 2015). Les performances agronomiques et économiques des associations céréales-légumineuses et leur faisabilité technique dans des conditions réelles vont être évaluées, afin de garantir un rendement minimum non « nul » et d’assurer un revenu aux agriculteurs. Pour que l’exploitation puisse vendre le grain ou l’autoconsommer, deux espèces seront associées.

Quelle(s) combinaison(s) de plantes compagnes permet(tent) de dégager les meilleures performances pour le pois et le lupin en termes de rendement et de valeur nutritive, afin d’optimiser l’autonomie protéique des régions Bretagne et Pays-de-la-Loire ?

Des hypothèses sont à préciser : les protéagineux en association se comportent mieux qu’en culture pure : la verse est limitée, le pouvoir couvrant est amélioré et la présence d’adventices est limitée, l’effet barrière de la céréale limite le nombre de bioagresseurs, les associations amènent le pois et le lupin à davantage se développer via la compétition. De plus, une hypothèse majeure est de considérer que si le protéagineux a un mauvais développement, la céréale permettra d’assurer un rendement non « nul ». Ces hypothèses seront à vérifier sur une échelle pluriannuelle de 4 ans sur l’ensemble des sites étudiés en Bretagne et Pays-de-la-Loire.

Figure 17 : Localisation des sites étudiés dans le cadre du projet PROGRAILIVE (D’après Chambre d’Agriculture d’Ille-et-Vilaine, Novembre 2016) (source : Météo France Ouest)

Tableau 4 : Modalités appliquées aux essais selon les différents sites dans le cadre du

projet PROGRAILIVE

8

2- Evaluation du stage

Les objectifs du stage sont à court terme d’évaluer les modalités permettant de sécuriser le rendement et d’améliorer les performances du pois et du lupin tout en limitant l’impact des bioagresseurs, pour les saisons d’hiver et de printemps à l’échelle annuelle, sur différents sites en essais blocs ou essais bandes.

Quelle(s) combinaison(s) de plantes compagnes permet(tent) de dégager les meilleures performances pour le pois et le lupin en termes de rendement et de valeur nutritive ?

Les hypothèses du stage sont les suivantes : les protéagineux se développent mieux en association plutôt qu’en culture pure. Les bioagresseurs sont limités et la céréale permettrait d’assurer une récolte non « nulle » à l’échelle annuelle sur les sites étudiés sur la saison 2016-2017.

IV) Matériel et méthodes

1- Organisation des parcelles

i)

Présentation des sites

Le projet est mis en œuvre sur 3 sites pour les essais blocs : Kerguéhennec (Bignan), Trévarez (Saint-Goazec), Quéven et 3 pour les essais bandes : Plomodiern, Fouesnant, Romillé (on ne développera pas le site de Romillé, où seule la féverole est cultivée). Les différents sites expérimentaux sont répartis dans toute la Bretagne (Figure 17). Les sites étudiés se situent dans des zones pédoclimatiques différentes. Ainsi pour une même espèce et une même variété, le développement de la plante sera différent. Il est important de connaître les caractéristiques pédoclimatiques des zones étudiées afin d’identifier les sites propices aux cultures de pois et de lupin et par la suite pouvoir interpréter les résultats obtenus.

Les exigences des cultures du lupin et du pois sont précisées dans la partie I-, 3-, ii). L’Annexe VI et VII détaillent les analyses de sols pour les sites des essais blocs. Ces sites sont alors caractérisés de limoneux pour Kerguéhennec, limono-sableux pour Quéven et limono-sablo-argileux pour Trévarez (Selon la classification de Masson, 2012 et Le triangle des textures). Le limon est peu favorable aux cultures de pois et de lupin. On remarque que le pH est compris entre 5,7 et 6,6. De plus, les sites pour les essais bandes ont aussi un pH compris entre 6 et 6,5 (Portail de l’information environnementale en Bretagne, 2010). Ce pH suffit aux pois et aux lupins. Pour ce qui est de l’hydromorphie des sols, les sites semblent tous favorables (Portail de l’information environnementale en Bretagne, 2014). Afin de caractériser davantage les sites étudiés, le calcul de la réserve utile (RU) est réalisé. On s’appuie sur la formule empirique suivante, valable uniquement sur les sols du Massif Armoricain (Bissuel/Ménasseri, 2017) :

Grâce aux analyses de sols réalisées préalablement (Annexe VI) on obtient : RUKerguéhennec =

1,55, RUQuéven = 1,21, RUTrévarez = 2,16. La RU à Trévarez est bien plus importante que pour

les deux autres sites du Morbihan. Cela pourra être mis en relation avec le développement des plantes et leur comportement lors des résultats.

ii)

Caractérisation de la saison culturale 2016-2017

La station de Kerguéhennec et de Trévarez ainsi que Quéven sont pourvues d’une station météo avec des relevés journaliers. Des valeurs moyennes mensuelles sont ainsi obtenues. Plusieurs variables sont étudiées : la température et les précipitations journalières. On pourra,

RU (mm/cm) = 0,1 [(%Limons fins/2,7) + (%Limons grossiers/5,5) + (%Matière organique/8) + (%Argile/10)]

Figure 18 : Itinéraires techniques du pois et du lupin d’hiver et de printemps pour les essais

blocs, réalisés dans le cadre du projet PROGRAILIVE à Kerguéhennec, Trévarez et Quéven

9 dans les résultats, comparer la saison culturale d’octobre 2016 à août 2017 avec les années précédentes.

iii)

Mise en place des essais

Les opérations culturales sur les essais 2016-2017 ont été effectuées par David Meallet (Chef de cultures de la CRAB à la station de Kerguéhennec), par les agriculteurs chez qui les essais sont mis en place, ou par des prestataires de services. Les différents ITK du pois d’hiver et de printemps, ainsi que du lupin d’hiver et de printemps sont détaillés pour les trois essais blocs en Figure 18. Pour les parcelles en AB deux précédents sont étudiés : un colza et une prairie. L’objectif est de voir comment vont se comporter les cultures après deux précédents différents et comment vont réagir les plantes face à un stock d’azote minéral du sol différent. Pour les essais bandes, l’ITK est spécifique à chaque agriculteur. Pour le lupin d’hiver et de printemps à Fouesnant, un labour profond a été réalisé sur les deux sites, suivi d’un passage herbicide sur chaque site. Le précédent du lupin d’hiver est un maïs ensilage, alors qu’il s’agit d’un triticale pour le lupin de printemps. A Plomodiern, après un précédent maïs, un labour profond et deux désherbages ont été effectués.

Les essais blocs permettent de répéter une modalité quatre fois. Les Annexes VIII, XIX, X permettent de visualiser l’emplacement des essais blocs. On peut voir sur la Figure 19 le dispositif mis en place pour le lupin d’hiver à Kerguéhennec. Les dispositifs en blocs pour le lupin de printemps, le pois d’hiver et de printemps sont détaillés en Annexes XI, XII, XIII, XIV. Il est à noter que pour Kerguéhennec (AC) le bloc 1 est le bloc non traité en fongicides, et les blocs 2, 3 et 4 sont traités mais le désherbage est le même pour tous les blocs. Cela permet de voir la différence entre les blocs non traité (1) et traités (2). Le bloc 1 sera observé et les analyses statistiques se feront sur les blocs 2, 3 et 4 uniquement. Il s’agit pour tous les essais de dispositifs en blocs de Fisher complets avec 4 répétitions en AB et 3 répétitions en AC. Les micro-parcelles font une taille de 7,80m à 12,80m selon les sites sur une largeur de semoir de 1,70m à 1,96m. Aux extrémités de chaque bloc et entre les différentes cultures se trouvent des bandes tampons pour limiter l’effet bordure et éviter les débordements de traitements. Autour des essais sont placés des clôtures électriques contre les lapins et biches et des effaroucheurs contre les pigeons et les corneilles. Pour les essais bandes, l’intérêt est d’obtenir des résultats pour une surface plus importante et pouvoir les comparer à ceux obtenus pour les micro-parcelles. Le dispositif de Fouesnant hiver est présenté en Annexe XV. Les modalités des essais blocs et des essais bandes sont détaillées dans le Tableau 4, en précisant la variété utilisée, la densité de semis pour le protéagineux et la céréale associée. Les variétés de protéagineux sont choisies selon la productivité, la rusticité, la sensibilité aux maladies et enfin selon la disponibilité des semences. Le pois a été choisi pour être le plus résistant possible à la verse et le plus productif. Les céréales sont choisies en adéquation avec la date de récolte des protéagineux et sont des variétés rustiques.

2- Suivi et notations des essais

Les suivis et notations sont réalisés tout au long du cycle de la culture. Ces mesures visent différents objectifs. Celles-ci ont été réparties par thématiques (Annexe XVI) ainsi que selon le stade de développement de la culture (Figure 20). Les objectifs de ces thématiques sont les suivantes :

- Tout d’abord, les suivis de la composition du sol (reliquat, analyse de sol) permettent de connaître l’état du sol au moment où la culture se met en place. Par la suite, cette analyse pourra être mise en relation avec le développement des cultures et les rendements obtenus. - L’architecture du couvert (hauteur, verse) permet d’obtenir la capacité de résistance à la verse dans les conditions de l’année.

- Les suivis d’adventices (vigueur de développement, pouvoir couvrant, biomasse d’adventices, salissement) permettent de déterminer le pourcentage de recouvrement et l’état

Figure 19 : Dispositif en bloc mis en place à Kerguéhennec pour le lupin d’hiver (Réalisation personnelle)

Figure 20 : Suivis et notations à réaliser selon le stade de développement de la culture (Réalisation personnelle)

Tableau 5 : Exploitations cas-types en Bretagne (d’après Maigret, 2015)

En AC En AB

Système Lait, maïs, prairie Lait bio, maïs, herbe, mélange céréalier

Troupeau 50 VL 65 VL Race de vache Prim’Holstein Prim’Holstein SAU 60 ha 70 ha Vente de lait 9 000 L/VL 6 200 L/VL

Assolement Maïs ensilage (20 ha), blé (18 ha), prairies (22 ha)

Maïs ensilage (7 ha), prairies permanentes (8 ha), prairies

temporaires (48 ha), mélange céréalier-protéagineux (7 ha)

Débouchés de la SAU

Maïs ensilage : 13 t M/ha silo Blé : 78 qx/ha vendus

Prairies : 8 t MS/ha valorisées, 12t MS de foin et 20 t MS d’enrubannage de dérobés

Maïs ensilage : 11,5 t MS/ha silo Prairies : 6,8 t MS valorisées, 87 t MS d’ensilage herbe, 18 t MS de foin Mélange céréalier : 40 qx/ha ou 9 t MS silo Ration alimentaire/ VL/an Pâturage : 1,8 t MS Maïs ensilage : 4,8 t MS Enrubannage : 0,2 t MS Urée : 25 kg Minéraux : 50 kg Concentré de production : 100 kg Correcteur : soja 700 kg, colza 300 kg

 21,3 kg Pâturage : 3,3 t MS Maïs ensilage : 1,2 t MS Ensilage herbe : 1 t MS Céréales immatures : 0,3 t MS Minéraux : 20 kg Mélange céréalier : 240 kg

Correcteur : soja 98 kg, colza 42 kg  17 kg

10 d’enherbement du sol, ce qui pourra être mis en relation avec les reliquats et les rendements obtenus.

- Les suivis de maladies et ravageurs ont pour objectif d’obtenir des tendances de développement des bioagresseurs à mettre en lien avec les ITKs des cultures réalisés et les conditions pédoclimatiques. Le protocole des notations maladies est détaillé en Annexe XVII. - Enfin, les suivis de l’élaboration du rendement du couvert (densité de levée, pertes par gel, composantes de rendement, composition à la récolte) ainsi que l’analyse de la MAT permettent de réaliser une analyse des composantes du rendement (ACR) et de déterminer la valeur nutritive des cultures pour l’élevage, tout en s’affranchissant de la dépendance protéique. L’objectif de ces suivis est d’évaluer la quantité et la qualité des grains obtenus.

3- Analyse statistique

Les objectifs de ces suivis et notations sont, de pouvoir définir pour chaque culture : • Quelles associations protéagineux/céréales sont les plus compétitives vis-à-vis des adventices, maladies et ravageurs ?

• Quelles associations protéagineux/céréales se développent le mieux et permettent d’obtenir les rendements les plus importants ?

A partir des notations et suivis réalisés en IV- 2-, nous allons tenter de répondre à ces questions. Il existe des variables qualitatives et quantitatives. La variable qualitative « Modalité » permet d’évaluer et de comparer les modalités « pur » et « en association » entre elles. Les variables quantitatives sont nombreuses. Le rendement, le PMG, la hauteur de la plante, le pourcentage de plants malades en font partie. L’analyse pourra être descriptive et s’il y a un nombre de répétitions suffisamment important, une analyse statistique sera réalisée grâce au logiciel R. On effectuera différentes Analyses de la Variance (ANOVA) pour comparer les moyennes des variables quantitatives mesurées et définir si les différences obtenues sont significatives ou non. Le seuil d’erreur de l’ANOVA est fixé à un seuil α de 5%. Les différences entre blocs (variabilité interblocs) seront d’abord observées pour déterminer si les données par modalité sont homogènes puis les différences entre modalités seront étudiées. Si le test de l’ANOVA est significatif, on pourra alors effectuer un test post-hoc : des comparaisons multiples de moyennes pourront être réalisées grâce au test de Tukey qui détermine des différences significatives entre les moyennes de groupes. A la suite de l’analyse statistique, il sera à déterminer :

• Quelles associations protéagineux/céréales tendent à résoudre au mieux les problèmes de dépendance protéique ?

• Quelles associations protéagineux/céréales permettent d’obtenir une viabilité économique de l’exploitation agricole ?

4- Etude économique

L’objectif de produire des associations céréales/protéagineux est de sécuriser un rendement pour l’agriculteur afin de dégager un revenu. Pour cela, des hypothèses de calcul vont être développées, afin de calculer une marge semi-nette (MSN) potentiellement atteignable. L’analyse économique se fera à l’échelle de la parcelle et de l’exploitation. Pour calculer les coûts de revient et la marge semi-nette de l’exploitant, plusieurs contraintes sont à imposer :

Contrainte 1 : 1 ha de protéagineux remplace 1 ha de blé.

Contrainte 2 : On considère les cultures suivantes : pois pur d’hiver, pois + avoine 30%, pois + orge 30%, pois + blé 30% (selon les modalités du projet PROGRAILIVE décrit en IV-1-ii). Par simplification, on ne traitera pas le lupin dans cette partie économique, les données sur celui-ci étant peu présentes, et le pois étant majoritairement cultivé en France.

Figure 21 : Evolution des précipitations et des températures entre octobre 2016 et juillet 2017 par rapport aux normales à Bignan entre 1993 et 2017 (Réalisation personnelle) (source : CRAB, 1993-2017) Figure 22 : Evolution des précipitations et des températures entre octobre 2016 et juillet 2017 par rapport aux normales à Quéven entre 2007 et 2016 (Réalisation personnelle) (source : Météo Bretagne, 2007-2017) Figure 23 : Evolution des précipitations et des températures entre octobre 2016 et juillet 2017 par rapport aux normales à Trévarez entre 2011 et 2016 (Réalisation personnelle) (source : CRAB, 2011-2017)

11 Contrainte 3 : En 2015, 69 000 exploitations en France possèdent des vaches laitières (VL). La Bretagne se place en 1ère _{position avec 21% de la production (Dauvier/Lesaint, 2015). Sur}

25 914 exploitations bretonnes moyennes et grandes en AC et en AB, 38,4% ont pour élevage des bovins lait. En AB, la Bretagne fournit 21% de la collecte nationale de lait bio, en 2e _position

après les Pays-de-la-Loire (CRAB, 2016). Ainsi l’élevage choisit en AC et en AB sera un élevage laitier. Des cas-types en Bretagne ont été étudiés de 2008 à 2014 sur le plan technico-économique. Ces élevages ont été choisis comme étant représentatifs des systèmes laitiers bretons (Maigret, 2015). Parmi ces cas-types, deux d’entre eux ont été choisis. En AC, un système spécialisé en lait a été choisi, avec des vaches hautement productives nourries avec du maïs toute l’année. En AB, il s’agit d’un système lait bio, herbe, maïs et mélange céréalier (Maigret, 2015). Toute l’analyse économique se basera sur ces références en AC et en AB. Les exploitations sont décrites dans le Tableau 5.

Contrainte 4 : La ration alimentaire est présentée en AB et en AC dans le Tableau 5. Contrainte 5 : Les doses de semis utilisées dans cette simulation sont celles appliquées dans le projet PROGRAILIVE de IV-, 1-, ii). Celles qui nous concernent ici sont répertoriées dans le Tableau 5.

Contrainte 6 : Les ITKs du pois d’hiver en AC et en AB seront ceux indiqués en Figure 21 pour Kerguéhennec en AC et Quéven et Trévarez en AB du I-, 1, ii), réalisés dans le cadre du projet PROGRAILIVE.

Contrainte 7 : Afin de réaliser une étude sur tous les types d’exploitations, le raisonnement se fera à l’échelle de la parcelle à l’ha (vente) et à l’échelle de l’exploitation (autoconsommation) selon les cas-types.

V)

Résultats et analyses

1- Caractérisation de la saison culturale

La saison culturale (Figures 21, 22, 23) est caractérisée sur les trois sites par des pluies faibles au semis d’hiver (octobre-novembre), ce qui a pu être préjudiciable pour l’implantation des cultures. Ce manque de précipitations se poursuit jusque janvier-février, avec des températures négatives qui ont pu provoquer des pertes de pieds. Par la suite, on remarque un manque de précipitations et des gelées communs aux trois sites en avril au moment de l’implantation des cultures de printemps, ce qui leur est défavorable et ce qui a pu nuire aux cultures d’hiver qui rentraient en floraison. Finalement, pour les cultures d’hiver et de printemps, les besoins en eau n’ont pas été satisfaits, au semis et au remplissage des gousses. Les températures sont en dessous des normales de saison d’octobre à janvier 2017. Elles sont davantage élevées à partir de février par rapport aux températures moyennes sur les dernières années sur les trois sites. Des températures douces de février à avril et des pluies importantes en février ont pu favoriser l’apparition et le développement de maladies.

2- Agriculture conventionnelle – Kerguéhennec

i)

Cultures d’hiver

a) Gestion du salissement

A la sortie hiver et aux stades suivants, au moment où les adventices entrent en compétition, le lupin pur est significativement (p-value<5%) moins compétitif face aux adventices car moins couvrant (Figure 24, 25). En effet, la proportion d’adventices est 40 fois plus importante pour le lupin pur (1,63 t MS/ha) que pour le lupin + orge 30% (0,03 t MS/ha). (Figure 24). Le pois associé à une céréale est toujours plus couvrant à la sortie hiver que le pois pur, notamment avec l’orge et le blé à 50% qui couvrent significativement (p-value<5%) plus le sol. Aux stades suivants cet écart est limité, et toutes les modalités du pois finissent

Figure 24 : Evolution du pouvoir couvrant de la sortie hiver à la pleine floraison et proportion

de la biomasse d’adventices par rapport à la biomasse totale à pleine floraison pour le lupin et le pois d’hiver à Kerguéhennec (Réalisation personnelle)

Les groupes (a, b, c, ab, ac, bc) sont à considérer par lieu, par espèce et par barre.

c a ab bc b a ab ab ab a b a a b a a a a a a b ab a a a a a a a a a b b b a a a a a _a 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Lupin pur Lupin + orge 30% Lupin + blé 30% Lupin + triticale 30%

Pois pur Pois + orge 30% Pois + avoine 30% Pois + blé 10% Pois + blé 30% Pois + blé 50% Po u vo ir c o u vr an t (% ) -p ro p o rti o n d 'ad ve n ti ce s ( % )

Sortie hiver Avant floraison Pleine floraison Proportion d'adventices

Figure 25 : Pouvoir couvrant à

pleine floraison pour le lupin pur et le lupin orge à Kerguéhennec

(Coralline Houise, le 24/05/2017)

Figure 26 : Développement de

l’ascochytose à pleine floraison sur le pois d’hiver à Kerguéhennec