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VARILUZ
Oser la diversité technique (variétés/
coupes) pour optimiser la production, la qualité de la luzerne et le bilan
environnemental à l’échelle d’un territoire
Casdar Semences 2015-2019
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Contexte
• Malgré les avantages agronomiques, zootechniques et environnementaux, la culture de la luzerne tarde à se développer
– Rendement et qualité à optimiser
– Aspect environnementaux à quantifier
• Raisonner le choix variétal
• Raisonner la fréquence de coupes
Dans un contexte de changement climatique En imaginant une flexibilité des pratiques
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Contexte
• Large gamme de variétés, adaptation Nord ou Sud, amélioration du rendement et de la qualité
• Des dates de coupes « standard » (début floraison) mais des pratiques variées
• Un modèle de prévision du rendement de la luzerne: STICS
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Structure du projet
Action 1. Quel rythme de coupe pour quelle variété afin d’optimiser le
rendement et la qualité ? Action 2. Modéliser la production de
biomasse et la qualité des cultures de luzerne en prenant en compte la variabilité génétique et la fréquence de coupe
Action 3. Evaluation in silico de scénarios contrastés d’utilisation de la diversité variétale à l’échelle du paysage
Action 4. Démonstration en parcelle agricole des différences induites par les choix de
variétés et de fréquences de coupe
Action 5. Communications techniques auprès des éleveurs et des déshydrateurs
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Action 1. Quel rythme de coupe pour quelle variété afin d’optimiser le rendement et la qualité ?
• Dispositif en petites parcelles – 5m² * 3 répétitions, 4 lieux,
2 années de mesure – 11 variétés
• Mesures
– Rendement
– Digestibilité et teneur en protéines
– Variables météorologiques et caractérisation des sols
Variété Obtenteur
Anné e inscri ption
Dor man ce
Vers
e Prod uctio n/an
Ném atod es
Verti cilliu m
Tene ur en proté ines Bardine BARENBUG 2014 4.1 6.4 16.9 6.5 6.7 19.9 Dorine BARENBUG 2001 6.5 7.4 16.5 4.1 5.6
Galaxie GIE GRASS 2007 4.1 6.3 16.9 6.3 5.9 19.4 Etincelle R2N 2014 4.4 6 17.2 4.6 7.3 19.4
Fado DESPREZ 2012 3.4 6 16.8 6.7 6.4 19.7
Fanfare DESPREZ 2015 3.7 6.8 16.9 6.6 6.6 19.3 Félicia GIE GRASS 2009 4.1 6.5 16.8 6.7 5.4 19.9
Idylle R2N 2015 3.9 6.1 17.1 6.7 5.3 20.2
Ludelis GIE GRASS 2013 3.5 6 16.6 5.3 7.2 19.1 RGT Fidelle INRA 2015 4.5 6.3 16.7 5 6.2 19.5 Verdor BARENBUG 2011 7.6 6.2 16.5 4.2 4.6
www.herbe-book.org
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Action 1. Quel rythme de coupe pour quelle variété afin d’optimiser le rendement et la qualité ?
• Analyse des résultats 2017
• Données 2018 à venir
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P de l’effet variété
Données moyennes 2017, par lieu et rythme
Attendu:
Lent > normal > rapide Observé pour la hauteur
Non observé pour le rendement
Probablement, verse, perte de feuilles, repousses au pied ont été pénalisantes
.08
Données moyennes 2017, par lieu et rythme
Attendu:
Rapide > Normal > Lent pour la teneur en MAT
? Pour le rendement en MAT Observé pour la MAT
Malgré rendement faible de Lent
Rapide > Normal > Lent pour le rendement en MAT
.09
P de l’effet variété
Données moyennes 2017, par lieu et rythme
Attendu:
Rapide > Normal > Lent pour la digestibilité
? Pour le rendement digestible Observé pour la digestibilité
Malgré rendement faible de Lent
Rapide > Normal > Lent pour le rendement digestible
.010
Analyse des interactions Variété x lieu x rythme x coupe
« en image »
Verdor et Dorine médiocres en 1ère coupe de rythme lent, plutôt bons en dernières coupes
.011
Interactions Variété x Environnement
• Plusieurs modèles statistiques disponibles (écovalence, AMMI, stabilité…) dans un modèle:
Y = Génotype + Env + Génotype x Environnement
Ici, environnement = lieu * rythme * coupe: 48 environnements
Variable Environnement Variété Variété x Environnement
Rendement *** *** . (P = 6%)
Hauteur *** *** ***
MAT *** *** **
Digestibilité *** ***
Rendement MAT *** *** **
Rendement Dig *** *** **
Effet Variété significatif;
Interaction Variété x Coupe(Rythme) est la plus souvent significative
.012
Interactions Variété x Environnement
• Stability Value
Verdor et Dorine génèrent beaucoup d’interaction
Stabilité de Fanfare et Galaxie
Rendement
.013
Interactions Variété x Environnement
• Stability Value
Teneur en protéines
Verdor génère beaucoup d’interaction
Stabilité de Ludelis
.014
Action 1. Quel rythme de coupe pour quelle variété afin d’optimiser le rendement et la qualité ?
• Résultats à compléter avec les données 2018 – Coupes rapides débutées plus tôt en avril
– Année très sèche en été – automne: peu favorable à l’expression des repousses d’automne
.015
Action 2. Modéliser la production de biomasse et la qualité des cultures de luzerne en prenant en compte la variabilité génétique et la fréquence de coupe
• Le modèle de culture
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Action 2. Modéliser la production de biomasse et la qualité des cultures de luzerne en prenant en compte la variabilité génétique et la fréquence de coupe
• Modifier le modèle afin de pouvoir considérer des différences variétales (dormance / phénologie) et la réponse à la
fréquence de fauche
i) Améliorer les formalismes du modèle (gestion des réserves racinaire et phénologie en particulier)
ii) Renseigner une base de données variétale (en lien avec l’action 1),
iii) Réaliser une évaluation des performances du nouveau modèle vis-à-vis des principales sorties d’intérêt (rendement, qualité, bilan
environnementaux)
.017 Les flux de carbone (biomasse) entre organes non pérennes et organes pérennes sont dus à des remobilisations
Confrontation entre offre et demande pour l’allocation et la remobilisation de la biomasse
Non perennial organs
Vegetative biomass
Perennial organs
Root length density ---> Root biomass Perennial reserves
Structural part of perennial organs
Soil
C inputs due to leaf drop
C inputs due to perennial organ death
C inputs due to root death
Daily biomass production
Fruits
Structural part of stems Structural part of leaves Temporary reserves
Structural part of dead leaves
1 2
3 1
2 3
4
13/01/2017
Compartimentation de la biomasse
.018
Compartimentation de l’azote
Non perennial organs
Perennial organs
Roots Fruits Structural N in stems
Structural N in leaves Temporary N reserves
Vegetative biomass
Perennial N reserves
Structural N reserves in perennial organs
Soil
N inputs due to leaf drop
N inputs due to perennial organ death
N inputs due to root death
Daily N uptake
Les flux d’azote entre organes non pérennes et organes pérennes sont liés aux flux de carbone (biomasse)
Confrontation entre offre et demande pour l’allocation de l’azote dans la plante
1 2
3
2
1 3
f(ΔMS & INN)
f(ΔMS & INN)
f(ΔMS & INN) f(ΔMS & INN) f(ΔMS & INN) f(demande)
13/01/2017
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Test du modèle
• Biomasse totale et azote total
Strullu et al, EJA, soumis
.020
Test du modèle
• Effet de la saison
Rendement: bonne simulation mais sous-estimation au printemps Teneur en azote: simulation correcte
.021
Test du modèle
• Effet du rythme de coupe
Rendement: bonne simulation
Teneur en azote: simulation correcte en moyenne mais pas en variabilité
.022
Simulation des variétés
• Deux nouveaux critères pour décrire les variétés – Sensibilité à la photopériode
– Seuil de photopériode (h)
Variété Sensibilité
photopériode Seuil de photopériode
Magali 0.50 11.0
Europe 0.50 11.5
Anik 0.08 13.7
Choix de 3 variétés contrastées : Magali (N°1), Europe (N°2), Anik (N°3)
.023
Rythme de fauche n°1
Octobre 2017 L. Strullu et al. / Simulation de la production de biomasse par une culture de luzerne soumise à des
itinéraires techniques contrastés avec le modèle STICS
Dans tous les sites pour la production de biomasse : variété 1 > variété 2 > variété 3
Pour la teneur en protéines : variété 3 > variété 2 ≥ variété 1 sauf à Avignon
La différence de production de biomasse entre les variétés 1 & 3 est plus prononcée en climat océanique puis méditerranéen qu’en climat océanique dégradé
Résultats des simulations
.024
-> Évaluer différents scénarios d’utilisation de la diversité variétale à l’échelle d’une mosaïque de parcelles
représentative d’une exploitation ou d’un bassin de collecte pour la déshydratation.
Test de scénarios : différentes règles de décision en termes de nombre de variétés, contrastes entre variétés, adaptation des rythmes de fauche et contraintes
organisationnelles propres à chaque système (auto-consommation / bassin de collecte)
À suivre !
Action 3. Test in silico de scénarios contrastés d’utilisation de la diversité variétale à l’échelle du paysage
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Action 4. Démonstration en parcelle agricole des différences induites par les choix de variétés et de
fréquences de coupe
• Grandes parcelles – 1 ha par modalité – 2 répétitions
– 2 variétés: Galaxie (Nord) et Dorine (Sud) – 3 rythmes de coupes (3, 4 et 5 coupes)
• Mesures:
– Rendement t MS/ha
– Qualité: digestibilité et teneur en protéines
• Phénologie (départ en végétation, floraison, entrée en dormance).
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Action 4. Démonstration en parcelle agricole des différences induites par les choix de variétés et de
fréquences de coupe
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00
Pleurs 2017
Dorine Galaxie
Rendement, t/ha
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00
Pleurs 2018
Dorine Galaxie
Rendement, t/ha
lent normal rapide lent normal rapide
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Action 5. Communications techniques auprès des éleveurs et des déshydrateurs
• Actions de Coop de France déshydratation et Arvalis Institut du végétal
• Organisation de visites des essais grandes parcelles, rédaction de brochures
• Formations
