Céréales-protéagineux le duo gagnant? Fonctionnement, relation, atouts-contraintes,...

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1 Céréales-protéagineux le duo gagnant? Fonctionnement, relation, atouts-contraintes,... Bedoussac Laurent ; laurent.bedoussac@gmail.com Colloque Grandes cultures : Associer est-ce la bonne idée? 18/12/2015 ; Vouillé ; AGROBIO Poitou-Charentes

2 Une association c est quoi? La culture simultanée de deux espèces ou plus, sur la même surface, pendant une période significative de leur croissance (Willey, 1979) Application pratique des principes de l écologie ex: interactions, diversité, services écosystémiques Permettant de valoriser les ressources naturelles Permettant de réguler les facteurs biotiques Pratique traditionnelle plus ou moins répandue Pays en dvlpt vs. Europe ; Alimentation Animale vs. Humaine Une définition qui recouvre une diversité de systèmes : Cultures annuelles Systèmes prairiaux Agroforesterie Sylvopastoralisme Arbres - Arbustes 2

3 Intérêts des cultures associées en grande culture et tout particulièrement en AB Meilleure qualité des grains (protéines, mitadin du blé dur) Difficile de faire de blé de bonne qualité sans apport d azote organique Meilleur rendement global par rapport aux cultures pures Essentiellement en systèmes à bas niveau d azote (ressource souvent limitante en AB) Meilleure stabilité du rendement face aux aléas climatiques Moindre risque et possibilité de valoriser correctement les légumineuses à graines en AB Réduction potentielle de certains bio-agresseurs Les maladies, insectes et adventices sont souvent des facteurs limitants de la production en AB Réduction des risques de lixiviation Economie d azote et moindre impacts sur l environnement 3

4 Des premiers travaux en station Expérimentation en station : Analyse du fonctionnement et des performances des associations céréale-légumineuse à graines vues comme une application des principes écologiques permettant de valoriser les ressources naturelles (lumière, eau, N, P ) Intensification écologique Ingénierie agroécologique XX Agroécologie in action 4

5 Une performance forte en bas niveau d N Adapté de : Bedoussac and Justes (2010) Plant and soil 330 = = + 1 ha 0,69+0,50=1,19 ha 1 ha 0,64+0,37=1,01 ha 5

6 En lien avec des complémentarités de niche D après : Bedoussac and Justes (2010) Plant and soil 330 Compétition et complémentarité Aérienne Racinaire 6

7 Une amélioration de la teneur en protéines D après : Bedoussac and Justes (2010) Plant and soil 330 Meilleur teneur protéique du blé associé vs. blé pur (à même fertilisation) Gain plus fort quand la teneur en protéines du blé pur est faible Cultures associées surtout adaptées pour les systèmes à bas niveau d azote 7

8 Kg N / hectare Par des compétitions et complémentarités pour l N Adapté de : Bedoussac et al., Agronomy for Sustainable Development (2015) Compétition pour le N minéral du sol Complémentarité de niche (N minéral vs N 2 atmosphérique) Plus de N 2 fixé/plante Taux fixation : 73% vs 61% Moins de N 2 fixé/hectare Fixation symbiotique Céréale seule Association Légumineuse seule 8

9 Mais sans effet des transferts d N entre plantes D après : Fustec et Malagoli (2012) La facilitation lorsqu une espèce augmente la croissance/survie de l autre par l'amélioration des conditions environnementales Sol INRA Melgueil Pots de 10L Marquage 15 N limbes 1 pois associé à 2 blés 9

10 Facilitation biogéochimique pour le Phosphore D après : Betencourt, Duputel, Colomb, Desclaux, Hinsinger (2012) - Soil Biol. Biochem. 46 Mobilisation d un pool de P initialement non disponible via des processus rhizosphériques Modifications de ph faibles Augmentation de la disponibilité du P seulement dans la rhizosphère 10

11 Conclusions intermédiaires Associations céréale Légumineuse à graines adaptées pour le bas N Rendement total supérieur à la moyenne (à faible dispo en N) Qualité protéique systématiquement améliorée (à faible dispo en N) Proportion de céréale augmente avec la disponibilité en N Performances liées aux compétitions et complémentarités (N/lumière) 11

12 Un moyen de lutte contre les adventices (des légumineuses) Autant d adventices qu en culture Moins d adventices que dans la légumineuse pure (1,38 Mg.ha -1 ) pure de céréale (0,40 t.ha -1 ) 12

13 Une efficacité contre les pucerons du pois D après : Ndzana R. A. et al. (2014) - Journal of Applied Entomology 138(8) Hypothèses : Barrière physique du blé? Perturbation dans la reconnaissance de la plante? Modification de l habitat? Modification de la qualité de la ressource? 13

14 Malgré ces intérêts agronomiques pourquoi les cultures associées pour la production de graines restent marginales?

15 Des évaluations chez des agriculteurs Expérimentation en station : Analyse du fonctionnement et des performances des associations céréale-légumineuse à graines vues comme une application des principes écologiques permettant de valoriser les ressources naturelles (lumière, eau, N, P ) Intensification écologique Validation avec des acteurs : test d itinéraires techniques dans un réseau de 10 agriculteurs biologiques et test de tri en coopérative (AgriBio Union) Ingénierie agroécologique Colomb B., Gafsi M., Bedoussac L., Favreau J.L., Hemptinne J.L., Justes E., Mondy B., Pernin J.L. (2011). Étudier, dans un cadre scientifique pluridisciplinaire et en partenariat avec les professionnels concernés, les freins organisationnels et techniques au développement de l AB en Midi Pyrénées, et d identifier les voies d amélioration mobilisables XX Agroécologie in action 15

16 Une tendance confirmée en AB Adapté de Bedoussac et al., Agronomy for Sustainable Development (2015) Rendement supérieur à la moyenne des cultures pures Accroissement de la teneur en protéines de la céréale 16

17 Gain réel mais variabilité dans la composition Semée en ligne en 2 fois : Blé dur : 250 pieds/m² = 66% pure Féverole : 15 pieds/m² = 50% pure Semée en mélange sur le rang en 1 fois Blé dur : 220 pieds/m² = 58% pure Pois : 65 pieds/m² = 72% pure 17

18 Freins au développement des cultures associées Freins techniques : Semis Fertilisation Désherbage Récolte Rotation Freins règlementaires : Protection phytosanitaire Les associations ne donnaient pas droit aux aides couplées Freins pour la commercialisation : Tri pour l alimentation H. Risque d impuretés Capacité de stockage et diversification 18

19 Co-conception d itinéraire technique Association Additive Blé dur-pois Objectifs : Produire un mélange équilibré avec du pois et du blé dur de qualité Association additive P B P B P B P B P B P Hypothèses : Blé plus compétitif que le pois Réduction du tallage nécessaire Choix techniques : Accroitre la densité du pois Pas d apport d azote 19

20 Co-conception d itinéraire technique B F B B F B B F B Association Blé dur-féverole en rangs alternés Objectifs : Produire un mélange équilibré avec de la féverole et du blé dur de qualité Hypothèses : Contrôler la densité de féverole Réduire tallage du blé Choix techniques : Inter-rang de féverole large Cultivar de blé dur haut Pas d apport d azote 20

21 Conclusions intermédiaires Il existe de nombreux leviers mobilisables pour la conception d ITK La fertilisation (essentiellement si elle est minérale) Les densités et structure du peuplement Les espèces et variétés Ces choix dépendent des objectifs mais utopie de penser prédire la proportion 21

22 Si les principaux freins au développement des cultures associées ne sont pas liés aux itinéraires techniques à quoi le sont-ils?

23 Etude de la logistique des coopératives Expérimentation en station : Analyse du fonctionnement et des performances des associations céréale-légumineuse à graines vues comme une application des principes écologiques permettant de valoriser les ressources naturelles (lumière, eau, N, P ) Intensification écologique Validation avec des acteurs : test d itinéraires techniques dans un réseau de 10 agriculteurs biologiques et test de tri en coopérative (AgriBio Union) Approche interdisciplinaire agronomique et économique Analyse de la logistique des coopératives et des effets de verrouillage Projet ANR MicMac Design Modelling for Integrated Crop Management in low input farming, Assessment and Cropping system Design Ingénierie agroécologique Conception et évaluation par expérimentation et 20XX Agroécologie modélisation de prototypes de systèmes de culture in action intégrés à bas niveaux d intrants 23

24 Conception et évaluation de systèmes de culture intégrés et innovants Réduire l utilisation des engrais et des pesticides en diversifiant la succession blé dur tournesol Blé dur tournesol (système de référence) 3 rotations avec ou sans cultures intermédiaires = 6 prototypes de SdC Tournesol Trèfle d Alexandrie Blé dur Féverole Moutarde Blé dur (4 cv) Triticale / Féverole Moutarde Blé dur / Pois H Bas intrants Sorgho Vesce + Phacélie Tournesol Vesce + Avoine Tournesol / Soja Avoine + Phacélie Bas Intrants (BI) : Réduction de 50 % de l IFT (objectif ECOPHYTO 2018) Très Bas Intrants (TBI) : Pesticides réservés lorsque le potentiel de production de la parcelle est durablement menacé ( réduction de l IFT de 75%) 24

25 Scenarii pour introduire des associations dans une rotation de 6 ans avec prairie en tête Produire plus? Rendement total = 93% du blé chez 3 agri et = 119% chez 3 autres Accroitre l autonomie azotée? Plus d'azote issu de la fixation mais proportion de pois variable (13 à 30% du mélange) Produire un blé de qualité? Plus de protéines (11,0% vs. 10.1%) Indice de Zélény supérieur (36,3ml Vs 32ml) Pas de différence au test BIPEA Réduire les adventices et les bio-agresseurs? Intérêts fort pour les céréaliers et risque moindre sur longues rotations Quels choix techniques (date, densité, récolte )? Comment séparer les 2 espèces? Quels investissements dans le stockage et le tri? 25

26 Le tri : élément clé de la performance économique Efficacité insuffisante pour un débouché du blé dur en alimentation humaine Allotement (à la ferme ou à la coopérative)? Céréale facile à dépiquer? Accepter une fraction non séparable? Trieur plus performant? Moissonneuse «double» type SOMECA? 26

27 Des recherches de + en + intégratives Expérimentation en station : Analyse du fonctionnement et des performances des associations céréale-légumineuse à graines vues comme une application des principes écologiques permettant de valoriser les ressources naturelles (lumière, eau, N, P ) Intensification écologique Validation avec des acteurs : test d itinéraires techniques dans un réseau de 10 agriculteurs biologiques et test de tri en coopérative (AgriBio Union) Approche interdisciplinaire agronomique et économique Analyse de la logistique des coopératives et des effets de verrouillage Ingénierie agroécologique Vers une démarche participative de co-conception de systèmes innovants valorisant des associations en mobilisant les industriels, des concepts écologiques (traits fonctionnels) et des outils de modélisation pour concevoir des règles génériques d assemblage d espèces XX Agroécologie in action 27

28 Principales conclusions Gain de rendement et de qualité en bas niveau d N Rendement total supérieur à la moyenne des cultures pures Qualité du blé systématiquement améliorée Effet globalement positif sur les facteurs biotiques Moins d enherbement que dans la légumineuse Diminution des pucerons verts mais effet limité sur le sitone Effet variable des associations sur les maladies De nombreux leviers mobilisables Fertilisation à limiter Densités et structure du peuplement modifient le fonctionnement L agronomie ne doit pas être oubliée Nécessité d alterner les familles Impossibilité de prédire les proportions Gérer le risque dans l assolement et la diversification On sait des choses mais il reste des zones d ombre 28

29 Les questions à traiter Quelles génotypes pour les associations? La meilleure association n est pas l association des meilleures Identifier les couples variétaux et les traits à associer Impliquer les sélectionneurs et proposer des outils adaptés Quelle place pour les associations dans les systèmes de cultures? Effet précédent et suivant Intérêts des associations en tant que plantes de service Evaluer l effet sur la rotation sans oublier les bases d agronomie Quels soutiens aux cultures associées? Regain d intérêts pour les systèmes traditionnels économes en intrants Intérêt freiné par les prix des relatifs des cultures et des intrants Impliquer les politiques car les soutiens font évoluer les pratiques De la parcelle à l assiette Les transformateurs sont-ils prêts à contractualiser et diversifier leur offre? Fabricants d aliments et éleveurs sont-ils prêts à passer à des «protéines locales»? Les consommateurs sont-ils ouverts à de nouveaux produits? Le rôle des transformateurs et des consommateurs 29

30 Pour en savoir plus : La nécessité d impliquer tous les acteurs Merci pour votre attention 30