Depuis la fin des années 1990, de nombreuses

Transcription

1 Synthèse des essais cultures intermédiaires Depuis la fin des années 199, de nombreuses expérimentations ont été mises en place sur le thème des couverts végétaux en interculture. Les objectifs étaient assez larges et ont évolué au fil du temps : identifier les couverts adaptés à la région, estimer leur potentiel de développement et d absorption d azote, cerner leurs effets sur la dynamique de l azote (lessivage des nitrates, fertilisation des cultures, interactions avec les effluents), illustrer leurs rôles sur la protection des sols (battance, érosion, structure), évaluer leur impact sur les cultures de printemps Plus récemment, les essais se sont orientés vers la recherche de plus-values : légumineuses associées ou sous-couvert, valorisations fourragères, réduction de la gale en pomme de terre Cette brochure vise à résumer ces travaux, pour mieux comprendre et gérer les couverts dans nos systèmes de cultures. Sommaire : partie 1 - p. 2/6 Développement des couverts partie 2 - p. 7/1 Dynamique de l azote partie 3 - p. 11/12 Impact sur les cultures Les techniques

2 Développement des couverts Plus un couvert est développé, plus il contient d azote L azote est absorbé sous forme de nitrates dans le sol (CIPAN* pures) ou issu en partie de la fixation symbiotique (légumineuses pures), les mélanges CIPAN + légumineuses présentant des profils intermédiaires. Les légumineuses sont capables de prélever l azote minéral du sol en quantités plus faibles que des CIPAN : la part issue de la fixation symbiotique est inversement proportionnelle à la quantité d azote minéral présente dans le profil. Ces mesures sont réalisées la plupart du temps uniquement sur les parties aériennes, il convient donc d ajouter environ 1 à 25 % à ces chiffres pour intégrer les parts racinaires. Relation entre développement et azote dans les parties aériennes 25 Azote absorbé ou fixé en kg N/ha Crucifère Crucifère + Légumineuse Graminée 5 Graminée + Légumineuse Légumineuse Phacélie, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, Développement en tonnes de MS / ha E2,2 t MS / ha pour 58 un dans les parties aériennes, soit 26 kg N / t MS : c est la moyenne des mesures réalisées mi - novembre sur plus de 3 couverts. Partie 1 - p. 2 *Cutures Intermédiaires Pièges à Nitrates : plantes de couverture diverses (crucifères, graminées, phacélie...) n appartenant pas à la famille des légumineuses et permettant de réduire le lessivage de nitrates.

3 Quels sont les couverts qui poussent le mieux? Aux dates de semis classiques de la région (fin août début septembre), il existe peu de différences de développement entre couverts «confirmés». Les crucifères comme la moutarde blanche, le radis fourrager ou la navette atteignent environ 2 tonnes de matière sèche en 2 à 3 mois, tout comme la phacélie. Sur des semis précoces, avec reliquats élevés et climat non limitant, les biomasses peuvent atteindre exceptionnellement 5 t MS / ha. Un peu moins vigoureuses au démarrage, les graminées ont au final un potentiel similaire. L avoine fourragère (de printemps) est un peu en retrait de l avoine rude (diploïde) ou du seigle, en raison de sa sensibilité à la rouille couronnée (non transmissible aux blés et orges). Les repousses, lorsqu elles sont homogènes et correctement développées (escourgeon notamment), atteignent des développements corrects (1,4 t MS / ha pour 29 un), mais posent davantage la question du parasitisme. Quelques essais ont été réalisés avec des couverts moins courants voire exotiques, pour des résultats souvent décevants. Par exemple, le Nyger peut donner d excellentes biomasses semé très tôt après pois, mais sa réussite est aléatoire. Il est détruit dès la première gelée blanche. Des plantes comme le tournesol, le lin, la cameline peuvent se développer correctement et introduire de la diversité végétale, sans égaler les couverts confirmés ou présenter d intérêt agronomique supplémentaire. Le radis chinois a une bonne capacité de croissance. Il est cependant difficile à détruire, sensible à la structure du sol et onéreux Enfin, les graminées de type moha ou sorgho ne sont absolument pas adaptées à la région car trop exigeantes en température. Les plantes confirmées sont bien connues. Signalons cependant qu il existe des différences notables entre variétés, qu il faut s efforcer de prendre en compte : précocités des crucifères (préférer les variétés tardives de moutardes cf photo), vigueur d installation de trèfles, caractère anti-nématode, sensibilité à l aphanomyces Développement des couverts et azote absorbé développement azote absorbé Développement en t MS / ha 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, Moutarde (7) Radis (15) Navette (13) Avoine fourragère (24) Avoine rude (8) Seigle (11) Phacélie (16) Avoine rude + féverole (6) Avoine rude + vesce commune (6) Avoine rude + trèfle d'alexandrie (4) Repousses (11) Azote absorbé ou fixé en kg N / ha ELes couverts testés ont un potentiel de développement similaire, proche de 2 t MS / ha. Des écarts se produisent parfois en raison des conditions climatiques, des disponibilités en azote ou des dates de semis. p. 3 - Partie 1

4 Qu attendre des associations de couverts? De nombreux mélanges ont été testés, le plus souvent simples : graminée + légumineuse ou crucifère + légumineuse, et parfois complexes avec plus de 4 ou 5 espèces. Les mélanges ont permis d améliorer les biomasses produites en semis précoces et en conditions limitantes (azote, eau, chaleur) pour des CIPAN de type moutarde ou avoine. Au-delà du 2-25 août, ils se sont avérés généralement moins productifs que les couverts confirmés, avec parfois des surcoûts de semences et des complications en termes de semis-destruction. Un meilleur développement n est donc pas garanti par les mélanges, et ne constitue pas une assurance de bonus agronomique (attention notamment à la cohérence des mélanges par rapport au système de culture). Davantage que la quantité de matière sèche (utile principalement sur l aspect humus), c est surtout la qualité des restitutions qui doit être considérée. En clair, la véritable plus-value peut être apportée par des légumineuses (seules ou associées), qui permettent une meilleure restitution d azote aux cultures. Pour autant qu elles soient suffisamment développées, et que l investissement en semences ne dépasse pas le gain attendu Développement des couverts sur différents sites en comparaison aux témoins moutarde et avoine moyenne témoins 5, Développement en t MS / ha (avec minimum et maximum) 4, 3, 2, 1,, Esnes (3/8/21) Rumilly (5/8/21) Quesnoy sur Deule (1/8/21) Ecoivres (1/8/211) Aix-les-Orchies (1/8/211) Quoeux Haut Maisnil (17/8/211) Sites d'essais (et dates de semis) EMoutarde et avoine restent des valeurs sûres, notamment pour les semis postérieurs au 25 août. Marly (18/8/211) Beugnatre (24/8/29) Humières (24/8/29) Marly (25/8/21) Deulémont (3/8/211) Bonnières (3/9/21) Total Partie 1 - p. 4

5 Miser sur un mélange graminée + légumineuse? Dans les systèmes avec pailles enfouies ou sans effluents, dans les sols calcaires ou argileux à faible minéralisation, les couverts classiques comme la moutarde ou l avoine poussent peu, et n apportent pas de gains sensibles de fertilité. L association d une graminée et d une légumineuse peut donner de très bons résultats en semis précoces : L avoine à 2/3 de dose est une plante compagne idéale (on pourrait également opter pour le radis à 6 kg/ha, voire pour la moutarde à 1,5 à 2 kg/ha mais attention à la concurrence!). On peut lui associer en semis très précoces (avant le 5-1 août) 5 kg/ha de trèfle d alexandrie, en semis précoces (15-2 août) 1 kg/ha de vesce, ou en semis plus «tardifs» (avant fin août) 8 kg/ha de féverole ou 6 kg/ha de pois de printemps. La féverole est assurément la légumineuse la plus adaptée aux semis tardifs de la région. Elle se comporte bien associée à l avoine avec laquelle elle peut être mélangée dans un semoir, voire même à la moutarde en raison de sa croissance rapide (décomposer le semis : féverole au distributeur d engrais, puis moutarde au semoir ou sur déchaumage). Développement en t MS / ha 5, 4, 3, 2, 1,, Développement des mélanges graminée/légumineuse par rapport aux témoins moutarde et avoine Avoine + Trèfle d'alexandrie Avoine + Vesce commune Avoine + Pois protéagineux Avoine + Féverole Témoins moutarde et/ou avoine Esnes (3/8/21) Rumilly (5/8/21) Quesnoy sur Deule (1/8/21) Ecoivres (1/8/211) Aix-les- Orchies (1/8/211) Quoeux Haut Maisnil (17/8/211) Marly (18/8/211) Beugnatre (24/8/29) Site d'essai (et date de semis) Humières (24/8/29) Marly (25/8/21) Deulémont (3/8/211) Bonnières (3/9/21) ELes mélanges graminée + légumineuse s expriment surtout en semis précoces, excepté la féverole capable de donner de bons résultats semée fin août. p. 5 - Partie 1

6 Faut-il semer le plus tôt possible? Il n y a pas de réponse unique : cela dépend des couverts semés, des conditions pédo-climatiques, des objectifs recherchés et des contraintes propres à chaque système d exploitation. La production d une biomasse minimum est souhaitable : recyclage des éléments minéraux, stimulation de la vie du sol, réduction de la battance Des biomasses importantes permettent de maximiser les restitutions d humus, sans pour autant modifier la fertilisation azotée (au moins à court terme), mais génèrent des contraintes supplémentaires de destruction. Les légumineuses doivent être semées le plus tôt possible pour être bien valorisées, soit idéalement après escourgeon. Les graminées se comportent bien en semis précoces à assez tardifs, alors que les crucifères donnent des résultats aléatoires en semis précoces. Leur créneau idéal s étend du 2 août au 5 septembre (le radis se comporte mieux que la moutarde en semis précoces). Au-delà du 15 septembre, les conditions climatiques deviennent souvent limitantes pour la croissance des couverts. Chacun doit également tenir compte de ses contraintes et objectifs techniques, tout en respectant la réglementation : date de moisson, chantiers à réaliser (pailles, effluents, chaulages ), déchaumages (limaces, faux-semis) Impact de la date de semis sur le développement des couverts 6, crucifère graminée légumineuse crucifère + légumineuse graminée + légumineuse Développement en tonnes de MS / ha 5, 4, 3, 2, 1,, 15/7/19 3/7/19 14/8/19 29/8/19 13/9/19 Date de semis ELa croissance des couverts semés après le 15 septembre est trés dépendante du climat de l automne. En semis précoces, la moutarde est régulièrement pénalisée par les stress hydriques ou thermiques. Partie 1 - p. 6

7 Dynamique de l azote Impact des couverts sur le lessivage de nitrates Avec les CIPAN classiques (crucifères, graminées, phacélie), plus le couvert est développé, plus il absorbe de nitrates, et plus il limite le reliquat azoté en entrée d hiver (vers la mi-novembre, avant la reprise du drainage hivernal susceptible d entraîner les nitrates). Les légumineuses pures ont de faibles capacités de piégeage de nitrates, mais n accentuent pas les risques (tant que leur destruction n est pas trop précoce ou que les sols ne sont pas trop filtrants ou superficiels). Les associations CIPAN + légumineuse présentent des capacités intermédiaires entre les espèces pures, en lien avec le développement de chaque couvert dans le mélange. Effet des couverts sur le reliquat entrée hiver Différence de reliquat sol nu - couvert (kg N / ha sur -9 cm) crucifère graminée graminée + légumineuse légumineuse phacélie Azote dans les parties aériennes (kg N / ha) EPlus les CIPAN se développent et plus elles réduisent le risque de lessivage de nitrates. Les associations graminée + légumineuse ont une aptitude un peu plus faible à prélever l azote minéral du sol, et les légumineuses pures sont neutres. Impact des couverts sur la fertilisation azotée En moyenne, les CIPAN impactent très peu les reliquats azotés sortie hiver, hormis une petite baisse des reliquats utilisables sur 9 cm par rapport aux témoins en sol nu. Ces tendances sont à nuancer en fonction de la pluviométrie hivernale, avec des effets bénéfiques lors d hivers humides (plus d azote après CIPAN), et des effets dépressifs lors d hivers peu pluvieux. Les légumineuses pures apportent 25 à 3 un supplémentaires sur les reliquats azotés en sortie hiver, les mélanges graminée + légumineuse se situant à des niveaux intermédiaires. Différence de RSH couvert - sol nu en kg N / ha Impact des couverts sur les reliquats utilisables en sortie d'hiver Crucifère (72) Phacélie (1) Graminée (24) Graminée + Légumineuse (13) 45 cm 6 cm 9 cm Légumineuse (14) ELes CIPAN impactent en général peu les reliquats sortie hiver. Les mélanges graminée + légumineuse, et à fortiori les légumineuses pures, accroissent modérément la disponibilité en azote minéral. p. 7 - Partie 2

8 Différence de RSH couvert - sol nu en kg N / ha Lorsque l on ajoute la fourniture d azote par les couverts à leur effet sur le reliquat, on obtient l impact du couvert sur le conseil de fumure azotée. Les CIPAN s avèrent ainsi neutres à court terme (pompent puis restituent une partie de l azote absorbé), avec un petit avantage pour les cultures à enracinement superficiel via une relocalisation de l azote vers la surface. Les légumineuses correctement développées permettent une 1 économie moyenne de 5 un. Les mélanges graminée + légumineuse procurent quant à eux une économie d environ 3 un. Les perspectives des légumineuses, seules ou associées, doivent être cependant relativisées par leurs surcoûts à l implantation (semis de qualité, coût des semences) et leurs besoins en température (semis précoces requis). Impact des couverts sur les conseils de fertilisation azotée 45 cm 6 cm 9 cm Crucifère (72) Phacélie (1) Graminée (24) Graminée + Légumineuse (13) Légumineuse (14) EA court terme, les CIPAN sont neutres en termes de fertilisation azotée : seules les légumineuses, pures ou associées, permettent de réduire la dépendance à l azote minéral. Partie 2 - p. 8

9 Interactions entre CIPAN et apports organiques Suite à la mise en place de la réglementation en Zones Vulnérables, 9 essais ont été menés au début des années 2. L objectif était de vérifier la capacité des CIPAN à maîtriser l azote fourni à l automne par divers produits organiques (fumier et lisier bovins, lisier de porcs, fumier de volailles), en comparaison avec des témoins sans effluents, des témoins en sol nu et des apports en sortie hiver. Ces essais étaient basés sur des mesures d azote absorbé par les CIPAN (des moutardes), des pesées et analyses des effluents épandus, et des suivis mensuels de reliquats azotés - 9 cm sur des sols laissés nus pendant un an (hormis les éventuelles intercultures). Ils mettent bien en évidence les dynamiques de prélèvement puis de restitution d azote par les couverts, illustrant à la fois les aspects environnementaux et agronomiques. En absence d apports organiques, les piégeages de nitrates par les moutardes ont varié de 2 à 1 un, avec un effet neutre sur l azote disponible au printemps pour une éventuelle culture (- 2 à +2 un, effets variables selon la pluviométrie de l hiver et la gestion des couverts : seule une partie de l azote absorbé est minéralisée). Synthèse des essais Zones Vulnérables Situations avec apport organique, avec et sans cipan Différence de reliquat 9cm entre "apport d'été + moutarde" et "appo ort d'été", en kgn/ha Lisier de porcs 21-2 Lisier de porcs 22-3 Lisier de porcs 2-1 Lisier de porcs 2-1 Fumier de bovins 2-1 Fumier de bovins 2-1 Lisier de bovins 21-2 Lisier de bovins 23-4 Fumier de volailles 2-1 sept. oct. nov. déc. janv. févr. mars avr. mai Avec apports organiques, les absorptions d azote par les moutardes ont été globalement accrues : 1 à 15 un selon les produits épandus et les capacités de croissance des couverts. Au printemps, la conjonction apport de fin d été + moutarde s est avérée toujours positive par rapport au sol nu, fluctuant entre et + 5 un. Synthèse des essais Zones Vulnérables Situations sans apport organique, avec et sans cipan Différence de reliquat 9c cm entre témoin et moutarde, en kgn/ha Lisier de porcs 21-2 Lisier de porcs 22-3 Lisier de porcs 2-1 Lisier de porcs 2-1 Fumier de bovins 2-1 Fumier de bovins 2-1 Lisier de bovins 21-2 Lisier de bovins 23-4 Fumier de volailles 2-1 sept. oct. nov. déc. janv. févr. mars avr. mai p. 9 - Partie 2

10 Enfin, la comparaison des pratiques dites dérogatoires (apport organique de fin d été + moutarde) avec des témoins sans apport organique en sol nu, a permis de valider l efficacité environnementale des dérogations sous certaines conditions : le produit organique ne doit pas apporter plus d azote rapidement disponible que la moutarde ne sait en absorber, et les niveaux de reliquats post-récolte ne doivent pas être trop élevés. Synthèse des essais Zones Vulnérables Comparaison de la pratique dérogatoire et d'un témoin Différence de reliquat 9cm en ntre "apport d'été + moutarde" et "tém moin sans moutarde", en kgn/h ha Lisier de porcs 21-2 Lisier de porcs 22-3 Lisier de porcs 2-1 Lisier de porcs 2-1 Fumier de bovins 2-1 Fumier de bovins 2-1 Lisier de bovins 21-2 Lisier de bovins 23-4 Fumier de volailles 2-1 sept. oct. nov. déc. janv. févr. mars avr. mai Sur les 4 essais menés avec du lisier de porcs, le devenir de l azote épandu a été estimé grâce aux pesées et analyses de lisier, et aux suivis de reliquats. Le risque de volatilisation est très important avec ce type de produit : il dépend fortement du climat donc indirectement de la période d épandage. Une incorporation très rapide et de bonne qualité est de ce fait primordiale. Les apports en sortie hiver, au plus près des implantations de cultures de printemps, permettent de maximiser l effet fertilisant des lisiers (de façon inattendue, du lessivage a été constaté suite au printemps 21 particulièrement pluvieux). Enfin, les apports de fin d été suivis d une moutarde sont efficaces pour limiter les risques de lessivage, mais ne permettent pas une valorisation maximale des lisiers : l azote disponible des lisiers est en effet transformé en matière organique, laquelle ne se minéralisera que partiellement dans l année suivant l apport. Devenir type de l'azote total d'un lisier de porc selon la date d'épandage Azote total apporté par le lisier = 1% 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % 5% 48% 48% Epandage fin d'été Potentiellement disponible pour une culture Azote non relargué par la moutarde Azote du lisier lessivé Azote ammoniacal volatilisé 22% 3% 48% Epandage fin d'été avec moutarde 71% 22% ELes épandages de lisier au printemps permettent une valorisation maximale de leur azote par les cultures. Les moutardes sont efficaces pour piéger les nitrates, mais n en restituent à court terme qu une partie. 6% Epandage sortie hiver sans moutarde Partie 2 - p. 1

11 Impact sur les cultures Les couverts bien gérés n impactent pas les rendements Les essais menés sur diverses cultures de printemps (betterave à sucre, chicorée inuline, maïs ensilage, pommes de terre) ont confirmé qu un couvert correctement géré est neutre sur les cultures qui lui succèdent, que ce soit d ailleurs en termes de productivité comme de qualité. Ces essais annuels donnent une vision à court terme de l impact des couverts. Les risques immédiats à éviter sont de sous-fertiliser en azote (couverts lignifiés, faibles reliquats sortie hiver), de négliger la destruction des couverts (trop tardive ou partielle) ou encore de pénaliser la qualité des implantations (résidus mal décomposés en surface ou dans un labour), mais rarement d assécher les sols (cas spécifique des dérobées avant maïs). L impact à plus long terme sur la rotation, les cultures voisines, le parasitisme... est beaucoup moins bien cerné. Il demanderait de mettre en place des essais pluriannuels lourds. Le bon sens agronomique incite néanmoins à alterner les familles de plantes, éviter les couverts hôtes de parasites des cultures de l exploitation (crucifères non anti-nématodes avant betteraves), soigner les destructions. Rendement en % des témoins sol nu ( +/- écart-type) 12% 11% 1% 9% 8% betterave (2) Impact des couverts sur le rendement des cultures suivantes 1% chicorée inuline (8) 99% 99% maïs ensilage (15) 12% pomme de terre (59) ELes rendements des betteraves, chicorées, maïs ou pommes de terre ne sont en moyenne pas affectés par les CIPAN. CIPAN et pommes de terre font-ils bon ménage? Un effort particulier a été fait sur la culture de pommes de terre, sur laquelle pèsent des enjeux importants. Rien n a permis de conforter l idée pourtant répandue que les CIPAN seraient néfastes avant pommes de terre : les rendements se sont avérés similaires voire légèrement supérieurs, et les critères de qualité identiques (matière sèche, présentation, nitrates, maladies). Rendement +35mm en % sol nu (barre d'erreur = écart-type) 13% 12% 11% 1% 9% 8% Moutarde blanche (17) Incidence du couvert sur le rendement net pomme de terre Moutarde brune (6) Radis fourrager (5) Phacélie (6) Avoine (1) Seigle (5) Total (59) IMPACT MOYEN SUR LA QUALITÉ Ecarts tous couverts - sol nu Présentation note de à 3 -,1 Matière sèche en % -,1 Teneur en nitrates ppm + 2 Gale réseau note de à 3, Gale pustule note de à 3, Rhizoctone note de à 3, Indice gale à 1-2 ELes couverts testés ont été neutres à légèrement améliorants en termes de rendements nets pomme de terre, et sans impact sur les différents critères de qualité. La clarté de peau a été évaluée via des calculs d indices gales, qui correspondent plus ou moins au taux de recouvrement des tubercules par les taches de gale de type pustule ou réseau. Hormis le radis et le seigle qui ont parfois légèrement dégradé la présentation, les couverts testés se sont révélés plutôt favorables. En tous cas, c est avant tout l historique cultural et la sensibilité variétale qui ont déterminé la qualité de présentation sur une parcelle donnée, la présence d une CIPAN étant neutre à légèrement améliorante. p Partie 3

12 Différence indice gale couv ert - sol nu (barre d'erreur = écart -type) Moutarde blanche (17) Incidence du couvert sur la note gale en pomme de terre Moutarde brune (6) Radis fourrager (5) Phacélie (6) ESur une note gale allant de à 1, la conduite de l interculture n influe que de quelques points, le plus souvent en faveur des situations avec couvert. Avoine (1) Seigle (5) Total (59) détérioration Qu attendre de la moutarde brune avant pomme de terre? Ces dernières années, 6 essais ont été menés avec la moutarde brune réputée pour ses effets biofumigants, et comparée à deux «témoins» (sol nu et moutarde blanche). Cette crucifère est assez proche de la moutarde blanche (espèce semée habituellement), avec comme différences une graine brune de très petite taille proche d un colza (semis à 2,5 kg/ ha), un port initial en rosette avec une floraison plus tardive, et une assez forte résistance au gel. Plusieurs variétés sont inscrites au catalogue français. Elles ont comme particularité d être très riches en glucosinolates, des composés soufrés qui peuvent avoir une action sur le parasitisme du sol. L itinéraire technique vise à amener le couvert à floraison (semis précoce vers le août souhaitable), puis à le détruire par broyage suivi rapidement d un mulchage afin de piéger les composés volatils dans le sol. Le bilan de ces essais en conditions réelles est très mitigé par rapport à ce que promettaient les tests en laboratoire. D une part, l itinéraire technique est contraignant : semis exigeant et précoce, broyage et mulchage du couvert en automne. D autre part, les effets sont aléatoires et faibles, pas forcément supérieurs à ceux de la moutarde blanche gérée classiquement (sans broyage et mulchage). Cette plaquette résume principalement les résultats des projets interreg MESAM et PROSENSOLS ainsi que les expérimentations liées aux Zones Vulnérables. Remerciements aux agriculteurs ayant accueilli ces essais. Pour plus d informations, Pierre MORTREUX, pierre.mortreux@agriculture-npdc.fr Conception, réalisation et crédit photos : Service communication de la Chambre d agriculture de région du Nord - Pas de Calais - CF 214/21 - octobre 214