LA LUZERNE La fertilisation de demain?
Synthèse pluriannuelle des essais de 2010 à 2013 En partenariat avec Arvalis, la FDGEDA 18 et les Chambres d Agriculture 28, 36, 37, 41,45, 60, IdF
Luzerne et fertilisation Origine et objectifs Réseau d essais Efficacité des produits à base luzerne Influence de la période d apport Etude économique
Origine du réseau d expérimentation Origine : essai longue durée de l INRA de Clermont-Ferrand Travaux d Eugène Triboï et Anne-Marie TriboïBlondel Luzerne = potentiel de fourniture d azote très important Résultats de fertilisation avec des bouchons de luzerne dans l essai de l INRA (sols de Limagne) : Effet marqué de la fertilisation dans la rotation sans luzerne, mais pas dans la rotation luzerne A tester dans d autres conditions
A l origine de l expérimentation Travaux d Eugène Triboï et Anne-Marie Triboï-Blondel, basés sur un essai longue durée à l INRA de Clermont-Ferrand en deux phases : Comparaison de rotations de 6 ans avec et sans luzerne (1969 2000) effet rémanent de la luzerne : 200 kgn/ha absorbés par les 4 cultures suivantes azote des parties aériennes de la luzerne : 700 kgn/ha sur 2 ans Apport de luzerne sous forme de bouchons sur les cultures de la rotation (1999-2007) Effet marqué de la fertilisation dans la rotation sans luzerne, mais pas dans la rotation luzerne A tester dans d autres conditions
Système de culture autonome en azote proposé par E. Triboï Seul l azote organique provenant des légumineuses entre dans le système 1. Luzerne > 1000 kgn : Effet rémanent de la luzerne 200 kgn/ 4 ans Biomasse de luzerne utilisée comme engrais organique 700 kgn/2 ans 25 50 EV 50 80 2. Légumineuses comme engrais verts : 50 100 kgn/an EV 3. Légumineuses-graines : ~ 50 kgn/an Source : E. TRIBOI, 2008
Intérêt de l introduction de la luzerne Utilisation de la luzerne comme engrais de ferme : Permettre d introduire la luzerne dans la rotation dans les situations où il n y a pas de débouchés Bénéficier de son effet sur la rotation Diminuer la dépendance aux apports extérieurs d engrais organiques
Objectifs du réseau Essais analytiques en micro-parcelles avec répétitions : Tester l efficacité d engrais à base de luzerne sous différentes formes (bouchons de luzerne, ensilage) en comparaison aux fientes de volailles Tester l influence de la période d apport (automne ou printemps) sur l efficacité des différents engrais Intérêts économiques selon la présence préalable de la luzerne dans la rotation et sa valorisation
Présentation du réseau et protocole d expérimentation
Présentation du réseau d essais Réseau d essais Régions Centre, Ile-de-France et Picardie 10 partenaires : Chambres d Agriculture des 3 régions, FDGEDA 18 et Arvalis 3 ans : récoltes 2011 à 2013 Produits testés à 60 UN/ha Engrais «traditionnel» : fientes de volailles Bouchons de luzerne déshydratée Ensilage de luzerne Pseudo-compost de luzerne Digestat de méthanisation 2 périodes d apports : automne et printemps
Produits testés Produit Fientes de volailles (IdF) Bouchons de luzerne déshydratée Pseudo-compost de luzerne 8,5 mois Ensilage de luzerne Digestat de méthanisation Année Matière sèche (%) 2011 76% 2012 N (kg/t Prix du produit Soit à l unité N 28,9 60 /t 2,08 /UN 85% 43,7 60 /t 1,37 /UN 2013 86% 43,1 70 /t 1,62 /UN 2011 91% 28,3 160 /t 5,65 /UN 2012 89% 27,7 245 /t 8,85 /UN 2013 92% 30,3 245 /t 8,08 /UN 2011 50% 15,0 2011 75% 20,5 2012 85% 17,9 2013 43% 12,1 2012 9% 5,3 2013 9% 4,7 produit brut)
Principales situations agronomiques du réseau Forte hétérogénéité des types et des potentiels de sol 7 types de sols représentés : limons sableux, argilocalcaire, limons argileux, limons argilo sableux, argile limono sableux, limons, sables limoneux Rendement des témoins variant de 15 q/ha à 60 q/ha Principal précédent : légumineuses à graines Paramètre du protocole fixé (pratique agriculteur) 24 essais précédent féverole et 7 avec autres précédents (Pomme de terre, betterave, lin, blé, tournesol) Forte hétérogénéité des reliquats en sortie d hiver Malgré un type de précédent commun Influence du type d année climatique RSH variant de 20 à 140 un/ha
Bilan climatique des 3 années d essai En 2011 Implantations en bonnes conditions Hiver précoce et froid qui a d abord retardé la végétation Printemps chaud et sec => avance des stades Campagne globalement déficitaire en pluviométrie sur l ensemble des essais : Pluviométrie hivernale déficitaire Pluviométrie printanière (mars => mai) très déficitaire voire inexistante Climat a été limitant sur l effet des produits dans un certain nombre d essais
Bilan climatique des 3 années d essai En 2012 Implantations en bonnes conditions Hiver très doux => cultures très développées Printemps doux et sec Campagne globalement normale en pluviométrie avec une répartition très irrégulière : Excédentaire en décembre et d avril à juillet Déficitaire en automne et en début de printemps Climat a été globalement favorable à l efficacité des engrais organiques
Bilan climatique des 3 années d essai En 2013 Implantations en conditions moyennes à mauvaises Hiver doux et pluvieux Printemps froid et régulièrement pluvieux => minéralisation ralentie Campagne globalement excédentaire en pluviométrie sur l ensemble des essais : Normale à excédentaire d octobre à décembre Déficitaire de janvier à mi-avril Très excédentaire en mai et juin Climat a été globalement limitant sur l effet des produits
Choix des essais valides pour la comparaison des produits organiques Région Centre IdF Picardie TOTAL Organismes FDGEDA 18 CA36 CA37 CA41 CA28 CA45 Arvalis CA77/IdF CA60/80 Nb essais Nb essais Nb essais 2010-2011 2011-2012 2012-2013 7 9 6 3 1 11 3 1 13 2 1 9 32 essais sur les rendements et 32 sur le taux de protéines Ensilage de luzerne à l automne testé uniquement en 2012 et 2013
Choix des essais valides pour la comparaison des produits organiques Une efficacité aléatoire selon les situations Effet sur le rendement : 11 essais sur 32 sans effet significatifs soit 35% 4 essais sur 6 essais en triticale sont non significatifs soit 66% et la majorité réalisée derrière légumineuses 7 essais sur 24 essais en blé sont non significatifs soit 29% Effet sur le taux de protéines Effet non significatif sur le taux de protéines dans 30 essais sur 32 soit 94% des cas => Focalisation de l effet sur le rendement
Choix des essais valides pour la comparaison des produits organiques Méthode de sélection des essais exploitables Données manquantes Période d apport des produits identiques entre les essais En blé : 24 essais exploitables sur 26 essais Période d apport Automne Printemps Modalités Nombre d essais exploitables Fientes de volailles 18 Bouchons de luzerne déshydratés Ensilage de luzerne Fientes de volailles Bouchons de luzerne déshydratés 18 8 23
Choix des essais valides pour la comparaison des produits organiques Modalités non prises en compte dans les analyses Pseudo - compost de luzerne n a été testé qu une seule année Digestat de méthanisation a été testé sur 2 années mais sur peu d essais Autres modalités en nombre trop faibles pour être exploitées (Apports à différentes doses ) Ensilage de luzerne a été testé au printemps uniquement en 2011 : modalité abandonnée en raison d une dégradation lente et devient un obstacle au désherbage mécanique => Focalisation sur les modalités fientes de volailles, bouchons de luzerne apportés à l automne et au printemps et l ensilage de luzerne apporté à l automne
Résultats des 3 années d expérimentations sur le réseau
Comparaison de produits par période d apport
Comparaison fientes / bouchons de luzerne en apport de printemps Description des essais Comparaison des fientes de volailles et des bouchons de luzerne Rendement moyen : 35 +/- 14 q/ha RSH moyen : 56 +/-34 UN/ha Efficacité globale par rapport au témoin Sur les 23 essais, 6 essais ont une efficacité non significative et inférieure à 2,5 q/ha soit 26 % des cas Modalités fertilisées significativement supérieures au témoin en moyenne Fientes de volailles significativement les plus efficaces avec +5 q/ha en moyenne Bouchons de luzerne significativement moins efficaces que les fientes de volailles +2,6 q/ha
Comparaison fientes / bouchons de luzerne en apport de printemps Gain de rendement en fonction de l'efficacité pour les bouchons de luzerne (BDp) et les fientes de volailles (FVp) apportés au printemps 10 8,7 9 8 7 6 G a ind er e n d e m e n t(q /h a ) 5 6,1 4,7 4 3 2 0,9 1 4,0 3,7 BD p 1,7 0 Classe d'efficacité des fientes de volailles Rendement moyen Plus le niveau d efficacité augmente moins les bouchons de luzerne sont efficaces
Comparaison de l efficacité des produits pour un apport au printemps Efficacité inférieure à 2.5q/ha 6 essais soit 26% des cas Fientes de volailles (+0,8 q/ha) = bouchons déshydratés (+0,8 q/ha) Efficacité entre 2.5 q/ha et 5 q/ha 6 essais soit 26% des cas Fientes de volailles (+4,5 q/ha) > bouchons déshydratés (+1,5 q/ha) Efficacité entre 5 q/ha et 7.5 q/ha 7 essais soit 30% des cas Fientes de volailles (+6 q/ha) > bouchons déshydratés (+ 4 q/ha) Efficacité supérieure à 7.5 q/ha 4 essais soit 18% des cas Fientes de volailles (+9 q/ha) > bouchons déshydratés (+ 4q/ha)
Comparaison fientes / bouchons de luzerne en apport d automne Description des essais Comparaison des fientes de volailles et des bouchons de luzerne Rendement moyen : 34 +/- 15 q/ha RSH moyen : 58 +/- 34 UN/ha Efficacité globale par rapport au témoin Sur les 18 essais, 6 essais ont une efficacité non significative et inférieure à 2,5 q/ha soit 33 % des cas Modalités fertilisées avec une efficacité significativement supérieures au témoin en moyenne Pas de différences significatives d efficacité entre les fientes de volailles (+5 q/ha) et les bouchons de luzerne (+3,5 q/ha) en moyenne
Comparaison de l efficacité des produits pour un apport d automne Efficacité inférieure à 2.5q/ha 6 essais soit 33% des cas Fientes de volailles (2,5 q/ha) = bouchons de luzerne (1,2 q/ha) Efficacité entre 2.5 q/ha et 5 q/ha 4 essais soit 22% des cas Fientes de volailles (3,6 q/ha) = bouchons de luzerne (3,5 q/ha) Efficacité entre 5.5 q/ha et 7.5 q/ha 5 essais soit 28% des cas Fientes de volailles (6,3 q/ha) = bouchons de luzerne (5,5 q/ha) Efficacité supérieure à 7.5 q/ha 3 essais soit 17% des cas Fientes de volailles (8,2 q/ha) = bouchons de luzerne (5,5 q/ha)
Comparaison fientes / bouchons de luzerne en apport d automne Gain de rendement en fonction de l'efficacité pour les bouchons déshydratées (BDa) et les fientes de volailles (FVa) apportés à l'automne 9 8,2 8 6,4 5,6 7 6 5,6 G a ind er e n d e m e n t 5 4 3,7 3,5 BD a FVa 32,5 21,2 1 0 Classe d'efficacité des fientes de volail es Rendement moyen Efficacité significativement moins élevée des bouchons de luzerne lorsque le niveau d efficacité augmente
Comparaison fientes / bouchons/ensilage de luzerne en apport d automne Description des essais Comparaison des fientes de volailles, des bouchons et de l ensilage de luzerne Rendement moyen : 32 +/- 10 q/ha RSH moyen : 55 +/- 28 un/ha Efficacité globale par rapport au témoin Sur les 8 essais, 3 essais ont une efficacité non significative et inférieure à 2,5 q/ha soit 38 % des cas Modalités fertilisées avec une efficacité significativement supérieures au témoin en moyenne Pas de différences significatives d efficacité entre les fientes de volailles (+5 q/ha), les bouchons (+4 q/ha) et l ensilage de luzerne (+3,5 q/ha)
Comparaison de l efficacité des produits pour un apport d automne Efficacité inférieure à 2.5q/ha 3 essais soit 38% des cas Fientes de volailles (+1,5 q/ha) = bouchons de luzerne (-0,5 q/ha) = ensilage de luzerne (-0,1 q/ha) Efficacité entre 2.5 q/ha et 5 q/ha 1 essais soit 12 % des cas Fientes de volailles (+3,9 q/ha) q/ha) = ensilage de luzerne (+4 q/ha) = bouchons de luzerne (+ 2,9) Efficacité entre 5 q/ha et 7.5 q/ha 2 essais soit 25% des cas Fientes de volailles (+5,3 q/ha) = bouchons de luzerne (+ 4,7 q/ha) = ensilage de luzerne (+4 q/ha) Efficacité supérieure à 7.5 q/ha 2 essais soit 25% des cas Fientes de volailles (+8,7 q/ha) = = ensilage de luzerne (6,8 q/ha) = bouchons de luzerne (6,3 q/ha) Faible nombre d essais = comparaison peu robuste
Comparaison fientes / bouchons/ensilage de luzerne en apport d automne Gain de rendement en fonction de l'efficacité pour les bouchons de luzerne (BDa), les fientes de volailles (FV a) et l'ensilage de luzerne (Ea) apportés à l'automne 10 8,74 8 6,83 6 G a in d e r e n d e m e n t 4 3,94 2,9 4,71 3,98 5,3 1,69 2-0,45 0-0,05-2 6,3 BD a FV a Classe d'efficacité des fientes de volail es Rendement moyen Efficacité de l ensilage de luzerne proche des fientes de volailles mais inférieur de 2 q/ha Faible nombre d essais = comparaison peu robuste
Comparaison de l efficacité des produits par période d apport Au printemps Tous les produits ont été efficaces par rapport au témoin en moyenne Fientes de volailles sont 2 fois plus efficaces que les bouchons de luzerne 50% des essais réalisés au printemps montrent une efficacité inférieure à 5 q/ha A l automne Tous les produits ont été efficaces par rapport au témoin en moyenne Pas de différences entre les produits Ensilage de luzerne proche de l efficacité des fientes de volailles y compris pour les efficacités élevées => A confirmer Tendance globale Efficacité des bouchons de luzerne diminue par rapport aux fientes de volailles dans les situations à efficacité élevée
Effet de la période d apport pour les bouchons de luzerne
Effet de la période d apport sur l efficacité des bouchons de luzerne Description des essais 16 essais avec les 2 périodes d apport Rendement moyen : 33 +/- 15 q/ha RSH moyen : 58 +/- 33 un/ha Efficacité globale Les bouchons de luzerne ont une efficacité significativement supérieure au témoin quelle que soit la période d apport Pas de différences significatives d efficacité entre les apports de printemps et d automne quelle que soit la classe d efficacité
Conclusions techniques des apports de fertilisants à base de luzerne Rendements x taux de protéines moyens (en % des témoins)essais sur blé 2011 à 2013 (entre parenthèses : le nombre d'essais concernés) Fientes de volailles Apports d'automne Bouchons de luzerne Apports de printensilage de luzerne emps DM p = digestat de méthanisation apporté au printemps Prot (% témoin) 1,03 102% 102% 1,02 102% 102% 101% 101% 1,01 1 Rdt (% témoin) 100% 1 1,02 1,04 1,06 1,08 1,1 1,12 1,14 1,16 1,18 1,2
Conclusions techniques des apports de fertilisants à base de luzerne Efficacité principalement sur le rendement et très faiblement sur le taux de protéines Pas d influence de la période d apport sur l efficacité des produits Efficacité proche des bouchons de luzerne et des fientes de volailles en situation de faible efficacité Efficacité supérieure des fientes de volailles par rapport aux bouchons de luzerne en situation de forte efficacité Tendance à une efficacité similaire entre les fientes de volailles et l ensilage de luzerne apportés à l automne => A confirmer L ensilage de luzerne apporté à l automne est l alternative aux fientes de volailles la plus transposable sur le terrain
Perspectives Sur l ensilage : Optimiser sa fabrication pour la fertilisation Etudier évolution de la matière Pertes d azote lors de l ensilage? D autres formes de luzerne à tester En frais Préfanage + bouchonnage? Digestat D autres essais réalisés à inclure dans la synthèse (Vendée, Lorraine) Et futurs essais?
Intérêt économique de la fertilisation du blé avec l ensilage de luzerne
Question posée Dans quelles conditions l utilisation d ensilage de luzerne comme fertilisant sur blé est-elle rentable économiquement? Compte-tenu du : Manque à gagner de la luzerne non vendue Si pas de luzerne dans le système initialement ou luzerne non vendue : pas de manque à gagner Si déjà de la luzerne dans le système : dépend du type de vente : foin, déshydratée, sur pied Surcoût lié à la récolte et à l ensilage
Hypothèses Les calculs économiques sont réalisés sur l exploitation extrapolée de 300 ha pour 2 UTH Pas de prise en compte des coûts de main d œuvre Prix de vente de la luzerne suivant le débouché : Luzerne vendue Luzerne Luzerne sur pied déshydratée foin 45 /t 80 /t 120 /t
Quelle quantité de luzerne? Quelles pertes économiques suivant la valorisation initiale? Production moyenne de luzerne : 1ère coupe de luzerne : 6 tms/ha (Moyenne en IdF sur 7 ans) Ensilage produit à l automne : 2,55 % N sur la MS (Moyenne sur les 3 années d essai) Pour fertiliser 1 ha de blé, à 60 UN/ha : 2,35 tms d ensilage, soit 40% de la 1ère coupe Débouché initial de la luzerne Prix de vente Pertes économiques Non vendue 0 /t 0 /ha Vendue sur Déshydratation pied 45 /t 80 /t 105 /ha 190 /ha Foin 120 /t 280 /ha
Surcoût liés au chantier de récolte et conditionnement Coût matériel uniquement, pas de prise en compte des coûts de main d œuvre Surcoût pour 1 ha de blé fertilisé à 60 UN/ha : Récolte : Coût fauchage : 55 /ha + coût ensileuse : 80 /ha, soit un coût total de 135 /ha par coupe soit 55 pour 0,4 ha de luzerne utilisée coût équivalent à Fauche + Andainage + Pressage dans le cas d une luzerne vendue en foin Manutention, bâche 20 Débouché initial Non vendue de la luzerne Surcoût récolte 55 /ha Surcoût bâche 20 /ha Surcoût total 75 /ha Vendue sur Déshydratation pied 55 /ha 55 /ha 20 /ha 20 /ha 75 /ha 75 /ha Foin 20 /ha 20 /ha
Coût total de l ensilage, hors épandage Débouché initial de la luzerne Pertes Surcoût total Coût de production pour apporter 60 UN/ha d ensilage Coût de l unité d azote de l ensilage de luzerne (hors épandage) 0 /ha 75 /ha vendue sur pied 105 /ha 75 /ha 75 /ha 180 /ha 265 /ha 300 /ha 1,2 /UN 3 /UN 4,4 /UN 5 /UN non vendue déshydratation foin 190 /ha 75 /ha 280 /ha 20 /ha
Comparaison entre les fientes de volailles et l ensilage de luzerne Hypothèses : apport de 60 UN/ha Fientes (apports de printemps) : Gain moyen de rdt sur les essais : 5,5 q/ha Gain max de rdt sur les essais : 9,0 q/ha Ensilage de luzerne (apports d automne) : Gain moyen de rdt sur les essais : 3,5 q/ha Gain max de rdt sur les essais : 7,5 q/ha Prix de vente du blé : Panifiable : 370 /t Fourrager : 290 /t
Comparaison entre les fientes de volailles et l ensilage de luzerne Coût du produit pour 60 UN/ha apportées Coût de l'unité d'azote (hors épandage) Coût du produit (hors épandage) Fientes de volailles Non vendue Luzerne Vendue Déshydra En foin sur pied tée 1,7 /UN 1,2 /UN 3,0 /UN 4,4 /UN 5,0 /UN 100 /ha 75 /ha 180 /ha 260 /ha 300 /ha Gain/perte de MB en blé panifiable pour le gain moyen de rdt 100 /ha 60 /ha -50 /ha -130 /ha -175 /ha pour le gain max de rdt 230 /ha 205 /ha 100 /ha 15 /ha -25 /ha Gain/perte de MB en blé fourrager pour le gain moyen de rdt 60 /ha 30 /ha -80 /ha -160 /ha -200 /ha pour le gain max de rdt 175 /ha 145 /ha 40 /ha -45 /ha -85 /ha
Conclusions et limites de l étude économique Sur les résultats des essais, la pratique n est rentable que si la luzerne n est pas valorisée initialement Attention aux charges de main d œuvre supplémentaires non prises en compte: récolte surtout par rapport à une vente sur pied, conditionnement, manutention Impact économique focalisé sur N, mais ensilage de luzerne c est aussi PK en plus Pas de prise en compte de l effet de la luzerne sur la rotation (cas d introduction de la luzerne dans le système)
Conclusions et perspectives Les produits à base de luzerne ont permis un gain de rendement mais plus faible que les fientes de volailles Intérêt économique dans les situations où la luzerne n est pas présente ou pas/peu valorisée initialement => Piste intéressante de valorisation à évaluer à l échelle du système de production => D autant plus intéressant en cas d augmentation des prix des engrais organiques traditionnels Piste de travail : évaluation à l échelle du système