systèmes de grande culture intégrés
principes et outils de conception, conduite et évaluation

• par Jean-Marie Nolot
  INRA, domaine expérimental d'Auzeville, BP 27, 31326 Castanet-Tolosan cedex
  jmnolot@toulouse.inra.fr

Un profond changement de contexte : vers des systèmes intégrés et flexibles
Côté " recherche agronomique "
Conception d'un système de culture - les 3 systèmes étudiés
Éléments d'évaluation des trois systèmes de culture étudiés
Conclusions : intégrer connaissances et méthodes...

Encadré1: Quelques définitions
Encadré 2 : Le sol d'Auzeville
Encadré 3 : Exigeant en eau, le maïs
Encadré 4 : Critères d'évaluation choisis sur le dispositif
Encadré 5 : bilH-bilN
Encadré 6 : La variante " rotation fixe "
Encadré 7 : effet succession de culture

Sont présentés ici le contexte socio-économique de sa mise en place, la démarche originale suivie, les 3 systèmes conçus et conduit, et quelques résultats.

[R]  Un profond changement de contexte : vers des systèmes intégrés et flexibles

La rupture qu'introduit la nouvelle PAC (1991) dans le contexte socio-économique de la grande culture peut se résumer en 3 points : chute des prix, apparition de contraintes environnementales, segmentation du marché en filières " qualité ". La chute brutale des prix (de presque 50%, à peu près compensée par une aide à l'hectare) incite à réduire les charges opérationnelles (à extensifier), ce qui permet d'augmenter significativement la surface par travailleur. La mouvance de la réglementation agri-environnementale et des aides appelle une capacité d'adaptation rapide. Avec les filières " qualité ", enfin, une nouvelle céréaliculture diversifiée se développe sur la base contractuelle de multiples cahiers des charges, combinant obligation de moyens et/ou obligation de résultats.
Dans ce nouveau contexte en recherche d'équilibre, en attendant le cadre clair d'un nouveau contrat social entre la société et son agriculture, les systèmes de grande culture doivent être intégrés et flexibles, intégrés parce qu'ils devront satisfaire un compromis acceptable entre les objectifs de rentabilité, maintien de la fertilité et respect de l'environnement, flexibles pour une adaptation rapide au contexte fluctuant et diversifié.

[R]  Côté " recherche agronomique "

Ce contexte crée une demande nouvelle de conception et évaluation de nouvelles façons de produire, et incite à un profond changement de démarche. Dans le contexte précédent, stable et favorable au productivisme, le système de culture se réduit souvent à une succession de cultures et de pratiques culturales standardisées par l'intensification (qui gomme la diversité des milieux), et se valide par expérimentation. Dans le contexte actuel, instable et diversifié, l'expérimentation est impuissante à tester toute la gamme des systèmes de culture envisageables, et à apporter ses réponses avant que le contexte ne soit déjà différent...
Maintenant donc, plus qu'un système de culture " clé en main ", l'agriculteur doit attendre de son conseiller les méthodes et outils pour concevoir, conduire et évaluer par lui-même le système de culture le mieux adapté à sa situation (disponibilité et mode d'organisation des facteurs de production).
Et l'objectif scientifique de conception-conduite-évaluation de systèmes de culture revient alors à formaliser la démarche qui permettra à l'agriculteur de convertir tout ensemble spécifié d'objectifs et contraintes en un ensemble cohérent de règles de décision, et à élaborer les outils qui lui permettront de les mettre en œuvre et de les évaluer.

[R] Conception d'un système de culture - les 3 systèmes étudiés

Pour lancer une démarche générique de construction - conduite de systèmes de grande culture, pour concevoir des outils (modèles et indicateurs) pour l'accompagner et pour identifier les informations nécessaires (connaissances agronomiques, variables de milieu, contraintes organisationnelles), nous avons choisi pour cadre concret une gamme de 3 situations (contextes) assez représentative de la réalité, particulièrement en Midi-Pyrénées.
Sur le dispositif expérimental SGCI d'Auzeville, afin de valider et affiner par itérations successives l'ensemble de la démarche, nous avons construit et conduit pendant huit ans 3 systèmes qualifiés de : A, productif propre ; B, extensif technique ; et C, rustique simple.
Pour concevoir un système de culture, la démarche suivie peut se décomposer en 4 temps :
1) préciser l'ensemble d'objectifs et contraintes à satisfaire (contexte et cahier des charges) ;
2) exprimer une stratégie agronomique " candidate ", inspirée par le cahier des charges ;
3) spécifier un ensemble intégré de règles de décisions ;
4) et une démarche d'auto-évaluation.
Un changement de contexte (prix, primes, réglementation...) ou le diagnostic de choix techniques inappropriés amènent naturellement à ajuster ou même à reconstruire le système (flexibilité).

Contexte et cahier des charges : une gamme de ressource en eau et main d'œuvr
Le contexte précédemment décrit justifie que les 3 systèmes suivent l'objectif commun d'intégration (rentabilité, maintien de la fertilité, respect de l'environnement), de flexibilité et d'auto-évaluation.
Ils ne sont différenciés au départ que par le niveau de ressource en eau et en main-d’œuvre :
A ne manque ni d'eau d'irrigation, ni de main-d'œuvre : il consomme jusqu'à 240 mm en cultures d'été, il est pratiqué dans une exploitation de quelque 80 ha par UTH (unité travail homme), où la grande culture est l'activité principale ;
en B, l'eau et la main-d’œuvre sont moyennement limitants : irrigation limitée à 120 mm en culture d'été, chaque UTH cultive environ 160 ha de grande culture, la grande culture est l'activité principale ;
C est cultivé en sec, et la main-d’œuvre y est peu disponible : par exemple, l'agriculteur est pluriactif, la grande culture n'est pas sa première préoccupation, il a souvent recours à l'entreprise.

Stratégie proposée : productivité, rationnement ou esquive des problèmes.
Les 3 systèmes sont " raisonnés " : chacun doit assurer une cohérence durable entre les états de milieu et de culture et les interventions techniques qu'il est en mesure d'assurer, en tirant profit des synergies possibles entre choix techniques et en gérant des compromis entre leurs effets contradictoires.
À chaque niveau de ressource en eau et en main-d’œuvre, on associe un objectif de rendement (ou un écart au rendement potentiel du lieu), ce qui donne une base de raisonnement et explicite le degré d'extensification choisi.
Sur les cultures et variétés les plus productives (éventuellement tardives et fragiles), A vise le rendement potentiel ou une qualité particulière et satisfait donc le besoin de la culture en eau, fertilisation et protection, mais sans majoration d'assurance sur les intrants (qui ne serait ni rentable, ni respectueuse de l'environnement).
Pour réduire globalement le besoin en eau et protection, les charges opérationnelles et le temps de travail, B choisit des cultures moins gourmandes et les rationne (on freine la mise en place du couvert végétal, on ne vise donc pas le rendement potentiel), mais il faut rationner juste pour assurer un bon compromis productivité/charges (régularité de rendement et qualité, maîtrise de l'itinéraire technique).
En plus de rationner (objectif de rendement réduit), C doit esquiver les problèmes, en choisissant des successions sans risque et des cultures à petits besoins (ou tolérantes à des besoins insatisfaits), tout en maintenant sur la durée la fertilité du milieu (fertilité chimique NPK – azote, phosphore, potassium – matière organique, structure du sol, stock d'adventices, risque sanitaire).

Règles de décision : spécifier les choix techniques en toute circonstance envisagée
Les décisions se prennent en 2 temps successifs. En début de campagne, on se fixe des objectifs de production (espèce, variété, date de semis, succession de cultures, objectif de rendement et objectifs intermédiaires). Puis, au fur et à mesure du déroulement de la campagne, en temps réel, se déroule l'itinéraire technique qui s'adapte aux particularités de l'année et de la parcelle (climat, indicateurs d'états du sol et de la culture).

Début de campagne
(septembre en culture d'hiver, février en culture d'été) : choix de culture...
Une combinaison culture-variété-période de semis-succession est jugée possible si on sait en simulation lui associer un itinéraire technique et un résultat technico-économique satisfaisant le cahier des charges.
Parmi les cultures possibles, on choisit les meilleures dans le contexte économique du moment (prix et aides...) et sous contrainte de succession de cultures (risques agronomiques) et d'organisation du travail (pointes de travaux, concurrences). Ce choix fixe l'assolement et le cadre de conduite de chaque culture.
Les choix les plus fréquents sur notre dispositif et, en dessous, les objectifs de production associés sont présentés dans l’encadré ci-contre.

" En temps réel "
(selon l'état du sol et de la végétation) : choix de travail du sol, densité de semis, protection sanitaire, azote, irrigation, récolte
Ces choix sont raisonnés sur l'état du sol et de la culture, observé ou simulé en temps réel en A et B, plus prévu en C (économie d'observation) : la même règle de décision pour les 3 systèmes amène évidemment des choix bien différenciés selon les choix " de début de campagne " (moins d'adventices en semis tardif, moins de maladies avec variété rustique et rationnement par l'azote et la densité, meilleure structure du sol en système peu irrigué, fournitures du sol en azote très liées à l'histoire culturale...).
Sur les 3 systèmes, les pailles sont enfouies.
Nos sols argileux de structure fragile motivent pour les cultures d'été sous-solage (après céréales) et labour d'automne (effet structurant de l'hiver) : nous n'avons donc pas pratiqué de cultures intercalaires (difficiles à mettre en œuvre dans ce cas), mais ce choix ne doit évidemment pas être interprété comme un désintérêt pour les techniques culturales simplifiées (TCS) et les cultures piéges à nitrate (CIPAN).
Démarche d'auto-évaluation : pour juger par soi-même de la validité de ses choix techniques
Évaluer un système de culture, c'est confronter ses résultats aux exigences du cahier des charges.
Ce travail revient en priorité à l'agriculteur, le mieux placé pour apprécier les circonstances pédo-climatiques et organisationnelles de ses choix techniques, interpréter le résultat particulier obtenu sur chacune de ses parcelles et ainsi contester, valider ou améliorer ses choix techniques : c'est pourquoi la démarche d'auto-évaluation peut faire partie de la définition du système de culture.
L'évaluation se fait dans 3 axes de nature différente : il s'agira plus d'apprécier si le compromis entre ces 3 axes est acceptable que d'optimiser une fonction d'utilité les combinant :
1) Pour l'évaluation technico-économique, on dispose de critères quantifiés à l'échelle de la parcelle : il s'agit d'apprécier si l'usage du facteur de production le plus limitant (surface, main d’œuvre) a dégagé la meilleure rentabilité, sous contrainte de respect du cahier des charges (doses d'intrants, qualité de récolte...).
2) L'évaluation organisationnelle apprécie plus qualitativement la faisabilité des règles de décision à l'échelle de l'exploitation (pointes de travaux, jours disponibles, adéquation du matériel).
3) Par l'analyse dynamique des états du sol et de la culture, l'évaluation agri-environnementale permet d'interpréter le résultat en comprenant l'effet année, d'apprécier l'état du milieu laissé à la culture suivante (fertilité) et les risques de pollution encourus à l'échelle du bassin versant.

Ensemble intégré d'outils et de méthodes : pour gérer le système d'information
La mise en œuvre de la démarche décrite dans les 4 points précédents fait appel à 3 types d'actions. 
1) Simuler l'itinéraire technique sur une gamme de climat (et de sol), pour en apprécier l'intérêt et la faisabilité.
2) Moduler les choix techniques en temps réel par l'observation ou la simulation d'indicateurs d'états.
3) Porter un diagnostic a posteriori pour juger et ajuster les règles de décision appliquées.
La gestion des informations mobilisées par ces 3 types d'actions fortement imbriquées requiert un ensemble intégré, cohérent et simple d'usage d'outils et de méthodes d'aide à la décision.
Dans les 3 systèmes étudiés, l'agriculteur a accès aux avertissements agricoles (Service de la protection des végétaux - SPV) et aux informations techniques (variétés, produits phytosanitaires) éditées par le développement agricole.
L'usager de modèles d'aide à la décision doit pouvoir à tout moment confronter simulations et observations de tour de plaine et, ainsi, faire l'apprentissage de l'outil (paramétrage) et orienter son observation.
Les 3 systèmes étudiés mettent une priorité sur la maîtrise des facteurs eau (ressource ± limitée), azote (premier levier de contrôle du rationnement) et résultat technico-économique.

[R] Éléments d'évaluation des trois systèmes de culture étudiés

Juste 3 points -  agronomique, technico-économique, agri-environnemental - pour illustrer les démarches d'évaluation mises en œuvre et apporter quelques résultats obtenus sur le dispositif expérimental SGCI d'Auzeville.

Validité de la stratégie de rationnement et d'esquive : nécessité du diagnostic
Cette évaluation se fait par l'observation des effets des interactions entre date de semis, densité, azote et irrigation sur la mise en place et le développement de la culture, le développement des maladies et l'élaboration du rendement. La validité de la stratégie de rationnement et d'esquive a été globalement vérifiée sur l'ensemble des cultures : réduire azote et densité concourt bien à réduire maladies et besoin en eau ; semer tard réduit bien adventices et maladies - mais augmente le risque de sécheresse.
Nous n'apportons ici qu'une illustration de ce travail de diagnostic agronomique choisissant l’exemple du tournesol durant 2 années à forte pression de phomopsis. Le tableau ci-dessous décrit les itinéraires techniques étudiés et indique, pour chacun d'eux, le pourcentage de tiges atteintes par le phomopsis.

En 2000, un même état sanitaire acceptable est obtenu en B avec un traitement fongicide et en C_st avec la stratégie intégrée de rationnement (-25% de symptômes en réduisant azote et densité de semis) et d'esquive (-25% en retardant le semis) : comme les années précédentes, cette stratégie semble bien validée.
Mais ce résultat est contredit en 2001, C étant le plus malade, avec un résultat technique assez désastreux (18 q) : en fait, cette année, dans un premier temps, la parcelle C (bien structurée et qui a reçu tout son azote au semis) était plus poussante que la parcelle B (de structure dégradée et pour laquelle le principal apport d'azote est retardé avant la première irrigation) ; avec une attaque de phomopsis particulièrement précoce, c'est donc paradoxalement B qui vérifie l'intérêt du rationnement. En C, il fallait ici semer plus tard ou traiter.

Évaluation technico-économique (regroupement 1996-2001)
Le dispositif expérimental SGCI combine :
3 systèmes de culture A, B et C ; 2 variantes F et R ; et 4 répétitions.
Sur la variante flexible F (12 parcelles), le choix des cultures s'est fait chaque année selon le contexte socio-économique et l'état du milieu dans la logique de chaque système : sur les 8 ans, blé dur (ABC), tournesol (C) et soja (AB) ont dominé.
Les systèmes étudiés ont été assez stables sur 6 ans (pas de dérive nette de contexte économique, ni d'états du milieu) pour autoriser les regroupements suivants (tableau ci-dessous) des résultats annuels, par systèmes puis cultures.

				données techniques															charges f/ha															produits f/ha
		nb		rdt			N				eau				TW				ChM				ChO			sem		fert		pest				PB				aidC		MD		MD0
système de culture : les 3 systèmes sont bien discriminés sur données techniques, charges et... aidC. Sans différentiel d'aide, ou par heure travaillée TW, C est nettement en tête.
A		48		92%		87				87				12,7				1 954				2 124				552			340			799		5 255				3 689		4 600		916
B		48		88%		79				58				11,9				1766				1735				431			340			677		4 747				3658		4684		1 026
C		48		75%		50				0				9,0				1 341				1 154				403			227			521		4 105				2 835		4 246		1 412
blé dur : la meilleure MD est obtenue en B (ou A). C a connu de gros problèmes de rouille brune (Néodur) ou qualité (Néfer trop mitadiné a été déclassé en blé fourrager), ou été contraint à la culture de blé tendre. Le blé a profité des précédents pois (ABC) et tournesol (C), mais a souffert du précédent soja (AB).
A		16		63q		141			5				9,6				1 232				1 904					357			509			1 009	5 083				3 619			5 307		1 688
B		16		57q		118			6				9,0				1 169				1 543					283			468			757	4 682				3 613			5 348		1 735
C		16		50q		73			0				7,3				1 023				1 259					312			322			623	3 997				3 401			4 908		1 507
pois : en A après soja, le pois de printemps Baccara est plus aléatoire que Victor-Cheyenne de B et C semés en décembre après tournesol. C ne profite pas de l'aide compensatoire à l'irrigation. Sans le levier azote, le rationnement de C n'est pas assez maîtrisé pour esquiver les maladies.
A		10		47q		2			45				12,8				2 030				1 531					421			146			739	4 043				3 794			4 087			293
B		8		48q		0			23				12,4				1 909				1 334					265			178			771	3 991				3 836			4 395			559
C		6		38q		0			0				10,3				1 591				998					233			168			596	3 238				2 627			3 122			495
maïs A sorgho BC : le meilleur PB (le maïs) est loin d'apporter la meilleure MD. C sans aide à l'irrigation est bien en tête. C profite à Auzeville d'un sol profond, et les 3 systèmes d'un précédent blé favorable.
A		10		122q		190			193				17,8				2813			2 996				885			656			484					7520	2 848				4 084			1 236
B		8		88q		132			108				14,9				2263			1 683				488			450			200					5522	2 878				4 100			1 222
C		10		80q		60			0				11,2				1660			841				465			283			84					4951	1 661				3 790			2 129
soja : gros problème de sclérotinia en A varianteF, évité ailleurs par le rationnement en eau (B), la longueur de la rotation ou... une structure du sol dégradée (A rotation fixe). Le soja est la culture la plus soutenue.
A	12		36q		0			139				12,6				2 136				2 181				642				12			829			4 604					4 374		4512			138
B	10		39q		11			97				13,1				2 092				2 082					664			141			789			4 951					4 623		5241				618
tournesol : le précédent sorgho est peu favorable (profil de sol, dose d'azote), surtout en B. En C, le semis parfois plus tardif et le rationnement en azote ont le plus souvent limité le phomopsis...
B	6		37q		119			105				13,5				1957				2271					579			389			778			4555					2968		3143			175
C	14		31q		46			0				8,9				1340				1247					475			149			636			3792					2956		4037			1081

Évaluation agri-environnementale : encore des problèmes de choix de méthode
Les trois systèmes sont ici évalués par le calcul d'indices agri-environnementaux (méthode INDIGO de l'INRA, centre de Colmar) sur les campagnes 1999 et 2000, variantes R " rotation fixe ".
Le graphe ci-dessous présente la valeur prise par chaque système de culture sur les 8 indices calculés. Les valeurs supérieures à 7 sont considérées comme satisfaisantes.

IEn, l'indice bilan d'énergie, est bon en C malgré le niveau élevé de travail du sol. Le coût énergétique de l'azote et de l'irrigation pénalise A et B. Au quintal produit, le rendement énergétique des 3 systèmes est cependant comparable.
IIrr, l'indice d'irrigation, est acceptable parce que l'irrigation est raisonnée sur le besoin en eau de la culture. Il n'y a pas de bonification appréciable pour le rationnement poussé de B.
IPhy, l'indice d'usage des produits phytosanitaires, est presque acceptable dans les 3 systèmes qui utilisent des produits peu toxiques en respectant les doses avec un pulvérisateur en bon état.
IN, l'indice azote, est insatisfaisant dans les 3 systèmes : IN pénalise fortement le sol nu en hiver sans nuance de profondeur de sol et type de succession de cultures.
IP, l'indice phosphore, est à peine satisfaisant, la fumure pratiquée ne suffisant pas au maintien de la fertilité du sol (ce que l'analyse de sol a confirmé). A, qui reçoit la même fumure et exporte plus que B et C, est un plus pénalisé.
IMo, l'indice de matière organique, n'est pas bon du fait de la pratique du labour (dilution) et de l'irrigation (minéralisation plus rapide). A limite la chute par un volume élevé de pailles restituées.
ISC, l'indice de succession de cultures, est à peine suffisant parce que la succession tournesol ou soja-pois comporte un risque sanitaire élevé (risque non vérifié) : de telles normes devront être régionalisées.
IAs, l'indice d'assolement, est excellent avec 4 cultures (et forfaitairement 20% de prairie en gel fixe).
Avec INDIGO, IN juge sévèrement les trois systèmes alors que le raisonnement de l'azote est au cœur de leur conduite : pour approfondir cette question, examinons ce que " dit " le modèle bilH-bilN utilisé pour simuler la pollution nitrique - regroupement de 1995 à 1999 – (tableau ci-contre).
NO₃, la teneur en nitrates de l'eau percolée, est calculée en diluant NLt l'azote perdu par lessivage en un an dans less la lame d'eau drainée ; reh reliquat d'azote minéral entrée hiver, fum apport d'azote et IC durée de l'interculture (sol nu) sont des variables explicatives.
En moyenne, les 3 systèmes aboutissent à des résultats peu différents, avec une teneur en NO₃ en dessous de la norme de 50 ppm. Ceci s'explique évidemment par le fait que la fumure azotée, même en A, n'a jamais été excessive.
Entre 1996 (année sèche) et 1999 (année humide), on voit que l'effet année est bien plus important.
L'effet succession de culture (classement NO₃ décroissant) est le plus significatif : le pois laisse beaucoup de reliquats, que le blé (pourtant le meilleur choix de culture suivante) exploite imparfaitement. Puis se pose le problème des intercultures longues (en sol nu)...

[R]  Conclusions : intégrer connaissances et méthodes...

Les systèmes étudiés et le contexte de la grande culture
Il est entendu que les résultats de l'essai SGCI sont indissociables du milieu d'Auzeville et du contexte passé. On peut cependant en tirer quelques conclusions pratiques et générales, en prenant ABC pour représentants de 3 attitudes types en grande culture : productivisme, extensification, simplification.
Au résultat économique, le système A productif propre, normalement en tête en produit brut et marge brute, fait à peine jeu égal avec B extensif sur le critère de marge directe par hectare.
Et c'est même C rustique qui serait en tête si A et B n'avaient profité d'une aide supplémentaire à l'irrigation.
Sur le graphique ci-contre, on note que toute augmentation de prix de récolte est bien sûr favorable à l'intensification, et que, sans aide supplémentaire à l'irrigation, A, B et C seraient assez équivalents avec un prix du quintal majoré d’un tiers (situation repérée par *).
Ce résultat très en faveur de l'extensification se vérifie sur toutes les espèces de grande culture étudiées : le meilleur résultat économique serait apporté par un système mixte BC, selon les niveaux d'aide et de tolérance de la qualité au rationnement de la culture. Il est clair aussi que ce contexte n'est pas directement favorable à la création d'emploi en grande culture.
C'est aussi en A que les principaux problèmes agronomiques ont été rencontrés : dégradation de la structure du sol avec l'irrigation, problème de sclérotinia en soja. Dans le contexte actuel, la conduite A des grandes cultures n'a plus lieu d'être et, en situation de disponibilité en eau et main- d’œuvre, il serait justifié de faire évoluer ce système vers des productions de qualité particulière et de prix élevé. Que A évolue vers l'agriculture biologique (système à forte obligation de moyens, exigeant en temps d'observation, nombre et qualité des interventions culturales) serait donc paradoxalement assez raisonnable...
Sur la période d'étude, le différentiel d'aide compensatoire entre cultures a favorisé soja et blé dur. Une aide compensatoire unique aurait, en revanche, pénalisé l'ensemble des oléo-protéagineux. Prime de diversification, diversification de filières qualité seront-elles suffisantes pour dissuader la pratique de systèmes peu agronomiques, tendant vers des rotations très courtes ou des monocultures ?
Coté environnement, avec des interventions raisonnées, les 3 systèmes paraissent assez équivalents. Et le risque d'interventions mal ciblées est en fait plus élevé en B et en C, du fait du manque de temps pour observer (C) et/ou intervenir juste au bon moment (B).
Sur notre dispositif expérimental, les systèmes étudiés ont privilégié la contrainte eau et le levier de rationnement azote (sauf en légumineuse) : plus efficace et mieux contrôlé que date et densité de semis, le rationnement par l'azote pose encore problème s'il s'agit de maîtriser la teneur en protéine du grain (blé dur) et questionne sur l'intérêt de nouveaux types variétaux " bas-intrants " assurant une qualité acceptable sous conduite rationnée en azote (ce besoin s'exprime en agriculture biologique).
Le dispositif n'a, par contre, pas suffisamment approfondi les questions de protection intégrée (adventices, parasites, maladies) et de simplification du travail du sol, pourtant centrales dans la gestion des systèmes de grande culture...
Le temps d'observation des cultures (" tours de plaine " de l'ordre de 3 heures par parcelle et par an sur le dispositif) n'a pas été comptabilisé avec le temps de travail : le tour de plaine s'organise en effet à l'échelle de l'exploitation, sa durée fluctue beaucoup avec la diversité de l'assolement, l'occurrence des problèmes et l'homogénéité supposée du milieu, et il est contestable de chercher à l'exprimer par hectare...

La démarche : expérimentations et modèles, échelles de travail
À partir de l'analyse du contexte de la grande culture (instable et en cours de segmentation), il nous a semblé que la durabilité des systèmes de culture devait passer par leur adaptation continue, ce qui fait évoluer l'idée de conception de systèmes de culture innovants vers celle de systèmes dynamiques capables d'intégrer en continu les spécificités locales, les changements de contexte socio-économique ou les innovations techniques. Formation et développement agricole ont à co-construire de tels systèmes avec l'agriculteur qui les pilotera. Le dispositif SGCI d'Auzeville, réfléchi comme un lieu concret d'élaboration de cette démarche originale, n'a évidemment pas épuisé les questions méthodologiques qu'elle pose.
Sur notre dispositif expérimental, à l'échelle du système de grande culture, on a pu apprécier la forte généricité possible des règles de décisions, outils (modèles) de conduite et méthodes d'évaluation, et confirmer l'importance du raisonnement de la succession de cultures. Mais le travail d'intégration des connaissances et méthodes disponibles en un seul outil de conduite de l'atelier grande culture reste à faire, ce que l'organisation du conseil agronomique en filières ou en disciplines ne facilite pas. Et l'idée d'autoévaluation, attachée à celle de gestionnaire responsable de son système de culture, manque encore d'outils et méthodes explicitant l'adaptation et la validation des objectifs et des règles de décision qu'elle doit permettre...
Pour aborder la question de la durabilité de la grande culture, bien qu'encore imparfaitement maîtrisée, l'échelle " système de culture " (la parcelle cultivée) s'avère cependant maintenant insuffisante. En effet, pour raisonner l'organisation et l'affectation des facteurs de production et pour gérer les concurrences entre parcelles (fortes en systèmes extensifs), il faut aller à l'échelle de l'exploitation, et pour gérer et évaluer la durabilité des systèmes de production agricoles, c'est l'échelle territoire qui convient (bassin versant, bassins de collecte, d'emploi, terroirs...).
Il serait cependant dommage que le nouveau contexte de recherche de développement durable ou traçabilité des pratiques agricoles amène à court-circuiter l'échelle du système de culture, à laquelle se pratique le diagnostic agronomique toujours nécessaire si l'on veut comprendre ce qui s'est passé, raisonner les changements de pratiques dans la diversité des milieux et contextes, et en prévoir les conséquences, plutôt que de poursuivre exclusivement dans la voie de la normalisation des façons de produire.

L'agronomie est la science de la conduite raisonnée de la parcelle cultivée.
La parcelle reçoit de l'agriculteur des interventions techniques homogènes.
Le système de culture définit la cohérence avec laquelle l'agriculteur utilise ses moyens de production sur chaque parcelle pour atteindre des objectifs de production et gérer la fertilité du milieu. Le système de culture se décompose en succession de cultures et itinéraires techniques.
L'itinéraire technique est la succession raisonnée des interventions culturales appliquées à une culture sur une parcelle.
Une règle de décision spécifie le raisonnement d'une intervention technique. Elle fait correspondre un ensemble de choix techniques possibles à un ensemble de situations éventuelles (contexte). Son formalisme est en général : " si je suis dans telle situation, alors je ferai tel choix ".

[R] Encadré 2 : Le sol d'Auzeville
est argilo-calcaire, variable de 24 à 34% d'argile (jusqu'à 50% en sous-sol), globalement profond (réserve utile supérieure à 180mm) et drainé (mais des problèmes d'excès d'eau et de structure du sol subsistent).
Le climat toulousain se caractérise par 4 850°J annuel (compatible avec le groupe variétal 1/2 tardif), 660 mm de précipitations et 900 mm d'ETP (évapo-transpiration potentielle), un déficit hydrique estival prononcé, le tout avec une forte variabilité.
Le parc matériel utilisé est celui d'une exploitation de 150 ha de grande culture (semoir 3 m, épandage 12 m, récolte 3,5 m, tracteurs de 60 à 120 CV). La surface des 24 parcelles de l'essai est de 1,4 ha.
Noter qu'on ne représente pas bien sur un dispositif expérimental la concurrence entre parcelles et travaux pour le meilleur usage des jours disponibles.
Le contexte ayant été assez stable, et les choix techniques initiaux s'étant avérés plutôt valides, la définition de A, B et C a peu évolué en 8 ans.

[R] Encadré 3 : Exigeant en eau, le maïs
n'est envisagé qu'en A. Le semis du 10 avril autorise la variété Cécilia (groupe E). Le sorgho tolérant la sécheresse le remplace en B et C, semé vers le 1er mai (besoin de température). DK18 choisi en C est plus précoce que DK26 en B. Sorgho B et maïs A ont une aide à l'irrigation d'environ 180 Æ/ha. Maïs et sorgho ont souvent bénéficié du précédent blé (sous-solage d'été).
Avec quelque 690 Æ/ha, le soja est la culture la plus aidée. D'abord choisi seulement en A pour son besoin en eau, il s'est avéré plus rentable en B que le tournesol (moins soutenu). Il est semé fin avril (entre tournesol et sorgho). Imari ou Dekabig (groupe I) ont remplacé Queen (tardif et moins productif). Le tournesol très tolérant à la sécheresse est cultivé en B et C, mais n'est compétitif qu'en C. Santiago puis Mélody sont semés vers le 10 avril en B. Albena est semé après le 20 avril en C. Soja et tournesol se sont bien accommodés du précédent peu favorable maïs ou sorgho, qui leur évite un développement végétatif exagéré.
Après tournesol (BC), on sème sans problème début décembre un pois d'hiver, variété Victor ou Cheyenne. Après le soja récolté tard (A), on sème Baccara (type printemps) à partir du 1er février (jusqu'au 15 mars en hiver humide). Baccara irrigué est plus productif que le pois d'hiver avec une protection sanitaire moindre, mais son implantation est plus aléatoire. Sans variété rustique ni facile à récolter, le pois n'est pas bien adapté à C. Pour limiter la perte d'azote, le pois est toujours suivi de blé, à défaut de colza ou de culture piège à nitrates.
Autre culture régionale bien aidée (autour de 550 Æ/ha), le blé dur s'impose dans les 3 systèmes, semé le 10 novembre en A et B, après le 20 novembre en C. Le choix variétal (Neodur, Nefer, Arcalis...) a posé problème en C : en l'absence de variété alliant résistance aux maladies et au mitadinage, nous sommes revenus au blé tendre (Cezanne, Apache) avec un résultat économique moins attractif mais plus assuré.
Le rendement objectif est fonction de la variété, du déficit hydrique prévu, du niveau de rationnement et de protection sanitaire.
Le peuplement objectif est proportionnel au rendement objectif et majoré en semis retardé de cultures d'hiver (blé C, pois de printemps A).
Hors légumineuses, la fumure azotée est raisonnée selon la méthode du bilan généralisée:
fumure = consoNobj. - fourniture du sol.
En fractionnant l'apport, on colle aux besoins, sauf en C cultures d'été (apport bloqué au semis, du fait du risque de sécheresse ultérieur).
On utilise l'eau d'irrigation en priorité sur les cultures sensibles et sur leurs périodes critiques.

[R] Encadré 4 : Critères d'évaluation choisis sur le dispositif
(les résultats sont présentés plus loin)
Le critère économique de marge directe (MD = produit brut - intrants - charge matériel) est satisfaisant pour apprécier la rentabilité des 3 systèmes, et pour les comparer sans biais.
Chaque système a son facteur limitant (surface en A, main d'œuvre en B, simplicité en C). A sera jugé sur MD/ha, B et C sur MD/UTH .
Il n'a pas été trouvé de critère satisfaisant pour évaluer la simplicité en C.
Le dispositif (à l'échelle de la parcelle) ne permet qu'une appréciation empirique de la faisabilité des systèmes...
Outils et méthodes pour formaliser la démarche de diagnostic agronomique a posteriori sont seulement esquissés.

[R]  Encadré 5 : bilH-bilN
Sur chaque campagne et chaque parcelle, la tenue des bilans hydrique et azoté est assurée par le petit modèle bilH-bilN, qui gère les données de climat (pluie, ETP, température), sol (réserve utile RU, teneur en argile), culture (précocité, vigueur, besoin en eau et azote) et itinéraire technique (semis, fertilisation, irrigation, récolte), et calcule l'état hydrique et azoté du sol (%RU, teneur en nitrate, pertes par lessivage) et de la culture (taux de satisfaction en eau et en azote, consommations).
Le conseil d'irriguer est donné quand la satisfaction en eau dépasse le seuil choisi pour chaque culture. Le conseil de fumure intègre l'objectif de consommation d'azote.
L'état final calculé d'une campagne peut être pris pour état initial de la campagne suivante. Un graphique donne a posteriori une représentation synthétique du déroulement de la campagne sur chaque parcelle.
L'évaluation des itinéraires techniques
Les itinéraires techniques prévus, puis réellement appliqués, sont évalués avec une base de données techniques (temps de travaux) et économiques (prix des produits et récoltes : la coopérative La Toulousaine, coût des interventions : " tarifs d'entraide ", matériel amorti sur une grande surface, sans coût de main d'œuvre). On calcule ainsi TW (temps de travail), ChM (charge " matériel "), ChO (charges opérationnelles), PB (produit brut : rendement x prix), MD (marge directe : PB+aides-ChO-ChM).

[R] Encadré 6 : La variante " rotation fixe "
R (12 parcelles) pratiquée sur les 3 systèmes est :

	année 1	année 2	année 3	année 4
A B C	maïs sorgho sorgho	soja tournesol tournesol	pois printemps pois d'hiver pois d'hiver	blé dur blé dur blé tendre

Pour les 3 systèmes, il s'agit en fait en R de la même succession type " céréale d'été - oléoprotéagineux d'été - protéagineux d'hiver - céréale d'hiver ", les écarts d'espèces découlant seulement de leurs différences de tolérance à la sécheresse.

[R] Encadré 7 : effet succession de culture