Les légumineuses. Comment ça marche?

Les légumineuses Comment ça marche?

1 Les légumineuses comment ça fonctionne? La famille des légumineuses se caractérise par la capacité à fixer l azote de l air. Cette fixation est due à la présence de bactéries du genre Rhizobium leguminosarum présentes dans les nodosités des racines. Les nodosités sont ainsi le lieu d une activité symbiotique : la plante fournit les substances carbonées aux bactéries, et les bactéries fournissent à la plante les substances azotées synthétisées à partir de l azote atmosphérique. Comment favoriser la mise en place des nodosités, et le fonctionnement du rhizobium? La mise en place des nodosités démarre dès les premières feuilles. Les nodosités ont besoin d air et d oxygène pour bien fonctionner. Il faut donc éviter les sols tassés, les sols hydromorphes, les excès d eau. Une symbiose plante / bactérie qui permet la fixation de l azote de l air grâce aux bactéries présentes dans les nodosités! Les légumineuses utilisent préférentiellement les nitrates présents dans le sol. Leur disponibilité ou l apport d azote (minéral ou par les engrais organiques) provoque une diminution de nombre de nodules et donc une baisse de l activité symbiotique de fixation d azote atmosphérique. La bactérie : Rhizobium trifoli Franck Dazzo Un chiffre Au niveau mondial, on estime à 100 millions de tonnes par an la masse d azote atmosphérique fixée par les légumineuses, ce qui est comparable à la production d azote par l industrie chimique. Semis sous couvert Cette technique permet de limiter le salissement à l implantation, et d assurer un rendement satisfaisant en première coupe. Selon les régions, plusieurs possibilités existent : céréales de printemps, tournesol 2 Les légumineuses : comment ça marche? juillet 2010

FOCUS sur la luzerne n.cornec ➊ Avoir un sol sain, bien structuré, voire drainé La luzerne exprime son potentiel si elle est implantée dans un sol sain, profond et bien structuré. On peut définir les situations favorables ou défavorables selon le tableau. GNIS Type de sol Structure compacte Bonne structure Sableux Favorable si ph suffisant Argilo-calcaires Défavorable Calcaires Terres de Groie Assez défavorable Terres de Champagne Assez défavorable Sains Favorable Très favorable Très favorable Favorable Limono-argileux Hydromorphes Très défavorable ➋ Vérifier le ph La luzerne préfère un sol sain, dont le ph est proche de la neutralité. Un ph entre 6,5 et 7,2 est la garantie du bon fonctionnement de la plante et des bactéries de fixation de l azote. Lorsque le ph est inférieur à 6, il est conseillé de le remonter. Dates limites de semis de la luzerne dans l Ouest ➌ Penser à inoculer Le rhizobium est une bactérie naturellement présente dans les sols mais certaines souches sont spécifiques de la légumineuse semée, comme pour la luzerne. En dehors des sols calcaires, il faut systématiquement inoculer. 30/08 10/09 ➍ Semer rapidement On peut semer la luzerne au printemps ou en fin d été. Mais ce sont le précédent et sa date de récolte qui conditionnent le choix de l époque de semis. Attention, respecter un délai de retour de minimum 5 ans entre deux luzernes. 20/09 Les légumineuses : comment ça marche? juillet 2010 3

2 Les légumineuses quels intérêts pour la rotation? Les légumineuses utilisées en culture pure ou en association jouent un rôle majeur dans la rotation. Leur intérêt agronomique n est plus à démontrer. La structure du sol, la fourniture d azote pour les cultures associées ou qui lui succèdent, leur concurrence vis-àvis des adventices en sont les meilleurs exemples! Intérêt pour la structure du sol Le système racinaire souvent très développé des légumineuses favorise la structure du sol. Certaines possèdent un pivot (luzerne) qui permet d avoir une action en profondeur favorisant ainsi l infiltration de l eau et l alimentation des plantes Intérêt pour la fourniture d azote La fixation de l azote par les légumineuses leur confère un rôle majeur dans la rotation. Les nodosités présentes au niveau du système racinaire «captent» l azote atmosphérique qui est directement valorisé par le couvert présent. Cet azote est également libéré et mis à disposition des cultures suivantes après retournement. - Au cours de la campagne, en culture associée, 30 % de légumineuses dans une prairie équivaut à environ 100 unités d azote fournies aux graminées. - Après retournement : la libération de l azote va bénéficier aux cultures suivantes. Le supplément de fourniture d azote dû à la minéralisation des résidus de légumineuses est important. Pour la luzerne en pure, par exemple, il peut s élever entre 100 et 160 kg N/ha sur les 18 premiers mois avec plus de 50 % de l azote libéré dès la première année (figure 1). Intérêt pour la concurrence vis-à-vis des adventices Fortement conseillées en associations avec des graminées (dactyle, fétuque, RGA, RGH...) les légumineuses jouent leur rôle de concurrence vis-à-vis des adventices grâce à un recouvrement important du sol. On peut les utiliser en regarnissage des prairies ou en interculture (tournesol, colza, orge de printemps). Intérêt pour reconstituer les stocks fourragers Lorsque le printemps est particulièrement sec et froid, les stocks fourragers sont très vite mis en défaut. Dans ce contexte difficile, l association graminées + légumineuses est la meilleure réponse pour assurer une production en quantité et qualité au pâturage comme à l ensilage! Les intercultures de 4 à 8 mois pourront être valorisées par l utilisation de dérobées. Par exemple, les associations Ray Grass d Italie + Trèfles sont très efficaces pour reconstituer les stocks en quantité (1 à 3 exploitations) et en qualité (UF et PDI) tout en faisant des économies d azote pour la culture suivante. Exemple de la luzerne. Le système racinaire très développé améliore la structure du sol Photo 1 : pivot racinaire de la luzerne Photo 2 : système racinaire de la luzerne 4 Les légumineuses : comment ça marche? juillet 2010

n.cornec Figure 1 : Minéralisation nette cumulée (kg N/ha) provenant des résidus de luzerne. N minéralisé kg/ha 400 Fin première année 300 Source : INRA, CA, SNDF Luzerne 2 Luzerne 1 Effet net des résidus 200 Témoin Luzerne 2 = repousses de luzerne de 4 semaines le jour du retournement 100 Luzerne 1 = luzerne fauchée le jour du retournement Témoin = sols sans résidus végétaux 07/10/97 01/01/98 03/04/98 04/07/98 04/10/98 04/01/99 06/04/99 07/07/99 Figure 2 : Production de différentes prairies (t MS/ha) dont les proportions d espèces semées et non semées varient au cours du temps et selon le type de prairie : graminées pures ou mélange graminées + légumineuses. La prairie en mélange produit davantage et se dégrade peu en comparaison aux prairies de graminées pures. t MS/ha 14 12 10 8 6 4 espèces non semées espèces semées 1 RGA 2 Dactyle 3 Trèfle Violet 4 Trèfle Blanc 5 25 % de chacune des espèces Source : Lüscher et al., 2008 2 1 2 3 4 5 année 1 1 2 3 4 5 année 2 1 2 3 4 5 année 3 Associées aux graminées, les légumineuses limitent le développement des adventices Les légumineuses : comment ça marche? juillet 2010 5

3 Les légumineuses quelles clés pour un fourrage de qualité? Les légumineuses présentent deux avantages : une pousse relativement stable dans le temps, en particulier lors de la période estivale, et une bonne valeur alimentaire. Légumineuses : un étalement de la production dans le temps Les légumineuses démarrent plus tard en végétation, elles ont besoin de chaleur et de lumière. Ainsi, il faut une température minimale de 9 C pour que le trèfle blanc se développe. Leur rendement de printemps reste inférieur à celui des graminées, mais leur production estivale est supérieure. Il faut savoir que la luzerne peut tolérer des températures jusqu à 40 C. GNIS Légumineuses : un fourrage bien ingéré et de bonne valeur alimentaire Les légumineuses ont une bonne digestibilité, et ce sur l ensemble du cycle. Ceci est lié à l importance des feuilles par rapport aux tiges. Les feuilles sont toujours plus digestibles car peu lignifiées, riches en matières azotées et en matières minérales. Les légumineuses sont donc également des fourrages riches en azote et en énergie, et dont les valeurs sont relativement stables dans le temps. De plus, les légumineuses sont très bien consommées par les animaux. Des essais réalisés par l INRA montrent que la capacité d ingestion de RGA + TB est toujours plus élevée que celle du RGA seul. Luzerne : quel mode d exploitation et à quel stade? Le pâturage : possible en prenant des précautions Le pâturage des premiers et seconds cycles de luzerne est formellement déconseillé : risque de météorisation et de piétinement. Le pâturage est possible à partir de la fin de l été à condition de : ne pâturer que des repousses d au moins 5 semaines, utiliser un fil arrière pour empêcher la pâture des jeunes repousses, ne pas sortir des animaux à jeun et leur mettre à disposition du fourrage fibreux. Production annuelle d une graminée + Trèfle Blanc comparée à celles de graminées pures. Production Fin d hiver Début printemps Printemps Eté Automne Source : Essais EDE 22, 29, 56 Graminées + Trèfle Blanc Graminées pures J F M A M J J A S O N D 6 Les légumineuses : comment ça marche? juillet 2010

n.cornec Valeurs alimentaires du Trèfle Blanc et du Ray Grass Anglais selon leurs stades de végétation. Source : INRA, 1988 UFL / kg MAT % 1,2 30 1,1 25 1 20 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 stades végétatif TB feuillu RGA UFL TB UFL RGA MAT TB MAT RGA végétatif TB épi à 10 cm RGA début floraison TB 1 semaine avant début épiaison RGA floraisontb épiaison RGA Témoin = sols sans résidus végétaux 15 10 5 0 Les fauches : comment choisir entre ensilage, enrubannage et foin? L ensilage réalisé à l apparition des boutons floraux, permet de récolter le meilleur rendement valeur alimentaire par ha, mais il est parfois difficile à réaliser, la plante étant pauvre en sucre. L enrubannage permet d avancer la date de récolte par rapport à un foin, et la qualité reste élevée. Le foin est très pratiqué, mais pour être réussi il faut limiter la perte des feuilles. Celles-ci se dessèchent plus rapidement que les tiges, deviennent fragiles et tombent facilement au sol si le fourrage est fréquemment secoué. Par ailleurs, il faudra rentrer un foin sec qui ne chauffe pas, en visant un taux de matière sèche de 85 %. Cela signifie qu il faut évaporer 3 à 5 kg d eau par kg de matière sèche! Les stades de végétation sont de bons indicateurs pour choisir son type de fauche. Début bourgeonnement 15-20 mai Ensilage Enrubannage Foin Début floraison 1 er juin Comment assurer la pérennité de la luzerne? Pour assurer une bonne pérennité de la luzerne : il est important de réaliser une fauche à début floraison. Pourquoi? C est à ce stade que les réserves racinaires sont au maximum, ce qui permet à la plante de résister à l hiver. GNIS Luzerne début floraison Les légumineuses : comment ça marche? juillet 2010 7

GNIS Trèfles Luzerne Lotier Minette Sainfoin Blanc Violet Incarnat Hybride Micheli Perse Alexandrie PéRENNITé 3 à 4 ans > 5 ans 2 à 3 ans 6 à 8 mois 2 à 4 ans 6 à 8 mois 6 à 8 mois 6 à 8 mois 2 à 3 ans 1 à 4 ans 2 à 3 ans VITESSE D INSTALLATION Sol humide Sol séchant Froid TOLéRANCE Fortes chaleurs Sols acides Pure Associée CULTURE Pâturage * * * * Fauche ADAPTATION Printemps Eté PRODUCTION Automne ** ** ** ** AGRESSIVITé PRODUCTIVITé MéTéORISANTE 18 à 20 25 à 30 25 à 30 20 à 25 Diploïde : 15 à 2 Tétraploïde : 20 à 25 En pur 20 à 25 DOSE DE SEMIS (kg/ha) Graines = 40 à 50 Décort. = 140 à 160 10 à 15 2 à 4 5 à 7 10 à 15 15 10 à 15 2 à 4 Diploïde : 8 à 10 Tétraploïde : 10 à 12 En association 12 à 15 2 à 3 UFL (UF/kg MS) 0,73 1,03 0,81 0,74 0,89 0,82 0,83 PDIN (g/kg MS) 114 147 106 87 122 138 91 PDIE (g/kg MS) 83 102 86 78 97 98 84 MAT (g/kg MS) 178 229 166 139 195 221 143 VALEUR ALIMENTAIRE (1 cycle début floraison) source : INRA + Semences et progrès n 69 TRES BIEN BIEN MOYEN MAUVAIS Non connu * Pâturage possible avant floraison. ** Pour les trèfles annuels, exploitation possible si semis avant 30 août. Réalisation Service Communication-Marketing ARVALIS - Institut du végétal - juillet 2010 - ISBN 978-2-8179-0037-7 - Ref : 377 -