• Réduire le texte

    Réduire le texte
  • Rétablir taille du texte

    Rétablir taille du texte
  • Augmenter le texte

    Augmenter le texte
  • Imprimer

    Imprimer

Agroécologie en grandes cultures,  il convient de re-concevoir le système !

Le maintien du rendement des céréales et oléagineux en utilisant des légumineuses à graines dans les rotations permet une baisse des apports d’engrais azotés. Il nécessite toutefois une adaptation de la rotation des cultures pour maintenir la marge économique et le statut organique des sols.

Agroécologie en grandes cultures,  il convient de re-concevoir le système
Mis à jour le 20/11/2017
Publié le 27/09/2017

Des chercheurs toulousains ont travaillé sur les conditions qui permettraient d’introduire des légumineuses à graines de différentes espèces dans des rotations de céréales et d’oléagineux. Différents prototypes de système de culture ont été expérimentés, avec ou sans  cultures intermédiaires dans les rotations et selon plusieurs itinéraires techniques. Les expérimentations se sont déroulées entre 2003 et 2010, sur le Domaine Expérimental de l’INRA à Auzeville.

Adapter le design des rotations des cultures

Pour optimiser la culture de céréales ou d’oléogineux, dans l’objectif de diminuer l’utilisation des intrants de synthèse et de maintenir le rendement des cultures de vente, trois types de rotation ont été expérimentés : rotation sans introduction de légumineuses à graines, rotation incluant l’introduction d’une et deux légumineuses à graines (pois d’hiver, pois de printemps ou soja). Des cultures intermédiaires ont été insérées dans chacune des trois rotations, afin d’apporter différents services (recyclage d’azote, stockage de carbone dans le sol).

Tableau résumant les trois types de rotation :

3 types de rotation après céréales. © Inra
© Inra

Prendre en compte le rôle prépondérant de la couverture végétale en intermédiaire tout comme celui des légumineuses à graines

Les espèces utilisées dans les cultures intermédiaires sont choisies pour les services qu’elles apportent au sol : piégeage du nitrate par la moutarde et apport d’azote par le mélange vesce-avoine, enrichissement en carbone du sol.

  • Sur trois ans, les fuites de nitrate ont été divisées par 1,6 dans les rotations avec une légumineuse à graines (pois d’hiver) et par 2,9 dans les rotations à deux légumineuses (pois de printemps et soja).
  • le carbone organique a été maintenu dans le sol : les rotations avec des légumineuses à graines ont permis d’éviter la perte de 8 à 11% du carbone sur deux cycles, soit en 6 ans ;
  • l’utilisation d’engrais azotés a été diminuée de 13% à 30% pour la culture du blé dur et de 40% à 60% sur l’ensemble de la rotation.

Utiliser une approche combinée expérimentation et modélisation

Sur la base de ces expérimentations et d’études bibliographiques, les chercheurs ont modélisé ces systèmes complexes de rotation de cultures. Une très bonne concordance a été démontrée entre les résultats expérimentaux et ceux simulés en utilisant le modèle de culture STICS (modèle d’étude pour les chercheurs et les ingénieurs). L’utilisation de la modélisation s’est révélée très pertinente pour représenter l’effet de la variabilité climatique sur le fonctionnement du système de culture. Le design de la rotation, le type de culture intermédiaire, la quantité d’engrais azoté et l’ajustement de l’irrigation peuvent être prototypés à l’aide du modèle STICS qui permet de faire de l’expérimentation « in silico ». La pertinence des propositions obtenues a été prouvée expérimentalement.

Soutenir l’agroécologie en grandes cultures partout en Europe  

Ces travaux démontrent qu’il est possible de maintenir le rendement et la qualité des produits finaux (teneur en protéines du blé dur, en huile pour le tournesol), tout en réduisant fortement l’apport d’engrais azotés, en maintenant le carbone dans le sol et en assurant à l’agriculteur le maintien de sa  marge économique. Ces premiers résultats ont été obtenus dans les conditions climatiques du Sud-Ouest de la France.
Les chercheurs sont aujourd’hui investis dans des projets européens qui permettent d’éprouver la  conception de systèmes de culture prototypes sur d’autres territoires (projets FP7 LEGATO et H2020 ReMIX, voir encadré). La modélisation de la gestion agroécologique des grandes cultures sera proposée pour la diversité des territoires européens.
Produire les services écosystémiques escomptés, sans avoir d’effet négatif sur le stock de carbone et d’azote organique du sol à moyen terme, est donc bientôt réalité pour les européens !

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Eric JUSTES Unité Mixte de Recherche Agroécologie, Innovations, Territoires - UMR1248 AGIR- Inra, INP-Toulouse, 24 chemin de Borde-Rouge, Auzeville CS - 52627, 31326 CASTANET-TOLOSAN CEDEX
Département(s) associé(s) :
Environnement et agronomie
Centre(s) associé(s) :
Occitanie-Toulouse
. © Inra

En savoir plus

Ces travaux ont été financés par :

  • Le ministère de l’agriculture : programme CASDAR, projet Leg-N-GES ;
  • L’agence nationale de la recherche – ANR-, programmes Add Systerra Agrobiosphère : projets Legitimes et MicMac design ;
  • L’ADEME : projets EFEMAIR-N20 et CiCC ;
  • L’Europe, programme FP6 : projet Grain Legumes Integrated.

Ils ont donnés lieu à la publication de 4 articles :

  • Plaza-Bonilla D., Nolot J-M, Raffaillac D., Justes E. (2015). Cover crops mitigate nitrate leaching in cropping systems including grain legumes: field evidence and model simulations. Agriculture, Ecosystem and Environment. 212, 1-12. http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2015.06.014
  • Plaza-Bonilla D., Nolot J-M, PE. (2016). Grain legume-based rotations managed under conventional tillage need cover crops to mitigate soil organic matter losses. Soil & Tillage Research. 156, 33-43.
    http://dx.doi.org/10.1016/j.still.2015.09.021
  • Plaza-Bonilla D., Léonard J., Peyrard C., Mary B., Justes E. (2017). Precipitation gradient and crop management affect N2O emissions: simulation of mitigation strategies in rainfed Mediterranean conditions. Agriculture, Ecosystem and Environment, 238, 89-103. http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2016.06.003
  • Plaza-Bonilla D., Nolot J-M, Raffaillac D., Justes E. (2017). Innovativeassot S., Raffaillac D., Justes cropping systems to reduce N inputs and maintain wheat yields by inserting grain legumes and cover crops in southwestern France. European Journal of Agronomy, 82, 331-341. http://dx.doi.org/10.1016/j.eja.2016.05.010

ReMIX

ReMIX : Redesigning European cropping systems based on species Mixtures

Le projet a été officiellement lancé en mai 2017. Il est financé par H2020 et fait suite au projet LEGATO du FP7. Il se construit autour de 23 partenaires de 13 pays différents. Il traite des cultures associées qui correspondent à la culture d’espèces en mélange (par ex. céréale – légumineuse à graines). Les principaux groupes de travail sont pilotés par l’INRA (coordinateur scientifique et technique du projet), l’université de Kassel (Allemagne),  l’université de Wageningen (Pays-Bas), l’Université d’Agriculture de Suède, le Scotland Rural College (Royaume-Uni), l’Université de Roskilde (Danemark). Un appui au mangement est assuré par INRA-Transfert sur  la coordination administrative et financière.