Azote dans la rotation : Quelles pistes actuelles pour le valoriser?

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1 Azote dans la rotation : Quelles pistes actuelles pour le valoriser? Laurent Bedoussac ENFA, INRA UMR AGIR, Toulouse Eric Justes INRA, UMR AGIR, Toulouse

2 Quelles solutions «innovantes» face aux enjeux actuels? Concilier : Production agricole (quantité et qualité) Préservation quantitative et qualitative des ressources Vers une agriculture «écologiquement intensive» : Intensification des services et des connaissances écologiques sur le fonctionnement des agroécosystèmes pour mieux valoriser les ressources biotiques et abiotiques disponibles (Griffon, 2006) Concevoir et évaluer de nouveaux systèmes de culture : Adaptation des modes de conduite des cultures ; Raisonnement de leur succession Atteinte des objectifs? Conséquences sur les performances économiques, agro-environnementales et sociales? Mobilisation d un ensemble de leviers agronomiques pour la reconception de systèmes de culture «innovants»

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4 Les cultures associées Il s agit de la culture simultanée de deux espèces ou plus, sur la même surface, pendant une période significative de leur croissance (Willey, 1979) Association Blé 220 pieds/m² + Pois 65 pieds/m² Ou Blé 250 pieds/m² + Féverole 15 pieds/m² Rangs alternés Féverole (pure) 30 pieds/m² Ou Pois (pur) 90 pieds/m² Ou Mélange sur le rang Blé (pur) 380 pieds/m²

5 Les intérêts des cultures associées Meilleure valorisation des ressources du milieu Eau, lumière, azote, Meilleure qualité des grains de blé Teneur en protéines, taux de mitadin (blé dur) Meilleur rendement global par rapport aux cultures pures Meilleure stabilité face aux aléas climatiques Réduction de certains bio-agresseurs Maladies, ravageurs et adventices Réduction des risques de perte de nitrate / légumineuses Mais des contraintes agronomiques (choix espèces, variétés, semis ) et techniques (semoir, récolte, tri)

6 Les associations permettent d accroître le rendement global en AB (sans engrais organique) Rendement à 0% d'humidité (q/ha) Pois Féverole Blé tendre Blé dur 0 Blé pur Leg pure Asso Blé pur Leg pure Asso Blé pur Leg pure Asso Blé dur - Féverole Blé dur - Pois Blé tendre - Pois Rendement association > rendement cultures pures Proportion céréale Vs légumineuse variable

7 Les associations permettent d accroître la teneur en protéines et de réduire le mitadinage Teneur en protéines en asso (%) Blé dur Blé tendre 1= Teneur en protéines en pure (%) Taux de mitadin (%) BD-F 1 BD-F 2 BD-F 3 BD-P 1 BD-P 2 Blé dur - Féverole Blé dur pur Blé dur associé Blé dur - Pois points sur blé dur points sur blé tendre Mitadin systématiquement réduit 3 cas où le taux devient < 25%

8 Un autre exemple de cultures associées : Soja Tournesol en planches alternées Tournesol 5 Soja T S S T T S S S S T Rendement en T/ha ,9 3,7 3,7 2,6 2,4 2,4 1,6 0,6 S1 S2 T1 T2 50/50 67/33 S-SC T-SC S1T1 Rendement association : > au soja pur < au tournesol pur Tournesol majoritaire dans l association Proportion fonction de la structure Partenariat CETIOM

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10 Pourquoi des cultures intermédiaires? L ajustement de la fertilisation azotée des cultures est un préalable nécessaire N minéral Récolte minimum Mais n est pas suffisant car le reliquat dépend de l espèce, du type de sol la succession culturale détermine la durée d interculture Le drainage et la lixiviation sont dus à un excès de précipitations (pluie > capacité rétention) en automne et hiver L objectif pour maîtriser les fuites de nitrate en interculture doit être de minimiser le début drainage (novembre) Or la minéralisation de sol est continue!... La maîtrise des fuites de nitrates exige donc de gérer l azote en interculture (N minéral du sol)

11 Effet des CIPAN pour réduire le reliquat «entrée hiver» N mineral sur 120 cm en Novembre ( ) N Mineral du sol (kg N/ha) Blé dur Pois hiver Pois print. Semis CIPAN : Fin août Mi-sept. Tournesol Sorgho Sans CC Avec CC Soja

12 Gestion de l azote en interculture (sol nu) Récolte Début Drainage Fin Drainage + Prod. Orga (effet direct & arrière effet) Humus Récolte nette Humus Récolte Début Drainage (sol nu) Début Drainage (sol nu) Fin Drainage (sol nu) - Lixiviation de Nitrate (sol nu)

13 Gestion de l azote en interculture (CIPAN) Récolte Début Drainage Fin Drainage + Récolte (effet direct & arrière effet) nette Humus Récolte Moindre reliquat Début Drainage Humus Nette CIPAN Début Drainage supérieur Fin Drainage (sol nu) Lixiviation de Nitrate - N absorbé CIPAN Moindre lixiviation

14 Gestion de l N en interculture (Engrais Verts) + - Récolte Début Drainage Fin Drainage Récolte Prod. Orga (effet direct & arrière effet) nette Humus Récolte N absorbé Engrais Vert > CIPAN N minéral absorbé < CIPAN Humus Lixiviation de Lixiviation de Nitrate Nitrate (avec CIPAN) (Engrais Vert) N > CIPAN Fin Début Début Drainage Fin Drainage Début Drainage Début (avec Drainage Eng. (avec Drainage Eng. (avec Drainage Eng. (avec Vert) CIPAN) (avec Vert) CIPAN) (avec Vert) CIPAN) Lixiviation > CIPAN > CIPAN

15 N minéralisé cumulé (kgn/ha) Dynamique de minéralisation de l azote issu des résidus Moutarde RGI N0 RGI N120 Libération nette d'azote Lusignan - Comparaison des 3 CIPAN C/N=13 C/N=20 C/N=34 01-déc 31-jan 02-avr 02-jun 03-aoû 03-oct Justes et al. (non publié)

16 Mais nécessité d optimiser les itinéraires techniques des CIPAN Pas simple, car il faut simultanément : maximiser l absorption d azote par CIPAN minimiser la consommation en eau des plantes maximiser la restitution d azote à la culture suivante sans que l azote minéralisé soit de nouveau soumis à la lixiviation hivernale Utilisation d un modèle sol-plante adapté aux CIPAN (Ex: STICS) Brisson N., Mary B., et al. (1998; 2002; 2003; 2009)

17 Projet MicMac-Design soutenu par l ANR «Conception et évaluation par expérimentation et modélisation de prototypes de systèmes de culture intégrés à bas niveaux d intrants»

18 Conception de prototypes de systèmes de culture intégrés et innovants Domaine Grandes Cultures INRA Auzeville Réduire l utilisation des engrais et des pesticides en diversifiant la succession blé dur tournesol tout en maintenant ces deux espèces adaptées au contexte pédoclimatique et aux filières agricoles régionales. Valorisation des ressources naturelles abiotiques et biotiques via un système de production intégrée Réduction significative de l IFT Et des fuites vers eaux et air Domaine de Lamothe EIP (Purpan) Préserver et valoriser la ressource en eau en conciliant une utilisation efficiente des quantités disponibles et la restitution d une eau de bonne qualité chimique dans le milieu Réduction des fuites d intrants vers les eaux (nitrate, pesticides Maintien des performances économiques des systèmes «maïs» Réduction des volumes d eau prélevés pour l irrigation

19 Conception de prototypes de systèmes de culture intégrés et innovants 3 rotations : avec ou sans cultures intermédiaires = 6 prototypes de SdC Blé dur tournesol (système de référence) Bas Intrants (BI) : Très Bas Intrants (TBI) :

20 La conception de systèmes «innovants» Un objectif affirmé : Développement durable de l agriculture (3 piliers) Mobiliser de nouveaux concepts (agroécologie, production intégrée, ) Remobiliser et optimiser des pratiques ancestrales (engrais verts, légumineuses, cultures en mélange) Nécessité d innover ensemble! Co-conception avec les agriculteurs et les techniciens agricoles

21 Avec le concours de L. Alletto, EP. Journet, JM. Nolot D. Raffaillac, P. Rouet, H. Tribouillois, G. Véricel Merci de votre attention Éric Justes (INRA Toulouse) Salon SIAL - 30/06/ Agen