Cultures intermédiaires : des légumineuses pour fournir de l’azote au maïs suivant

Jean-Pierre Cohan, Jean Pauget - Perspectives agricoles - n°380 - juillet / août 2011 -



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Dans certains cas, la mise en place d’un couvert intermédiaire peut permettre une économie substantielle d’engrais azoté sur le maïs suivant. C’est ce que montre un essai réalisé par ARVALIS-Institut du végétal sur la campagne 2009-2010, sur un sol filtrant de graviers de la vallée du Rhône.

Le coût des engrais azotés et les contraintes réglementaires grandissant, la mise au point de systèmes de cultures moins dépendants des engrais minéraux est devenue une nécessité. Ils doivent permettre à moyen terme de maintenir la compétitivité des exploitations agricoles françaises. Dans le cas du maïs cultivé en rotation, l’introduction d’un couvert intermédiaire à base de légumineuses est sans doute l’une des possibilités les plus prometteuses pour réduire la fertilisation azotée minérale de la culture suivante. C’est ce que montrent les résultats d’un essai réalisé lors de la campagne 2009-2010 sur un sol de graviers profonds très fi ltrants de la plaine située à proximité de la Station du CREAS1, à Lyon St Exupéry (69).

Légumineuses, crucifères et graminées en test

L’objectif était de comparer l’infl uence d’un couvert durant la période d’interculture par rapport au maintien d’un sol nu sur la nutrition azotée du maïs. Plusieurs types de plantes ont été testés : des légumineuses pures (trèfl e incarnat, trèfl e de Perse, vesce commune de printemps), une crucifère (moutarde blanche), une graminée (avoine de printemps) et deux mélanges contenant des légumineuses. Implantés le 11 août, ces couverts ont été détruits tardivement le 26 février 2010, soit environ un mois et demi avant le semis du maïs réalisé le 14 avril (fi che).

Des conditions climatiques favorables

À part une période de sec lors des semis qui a nécessité une irrigation de 20 mm pour assurer leur levée, le site d’essai a bénéfi cié de bonnes conditions pluviométriques durant la campagne 2009-2010. Mesuré dans les cases lysimétriques d’un site voisin, le drainage cumulé à 90 cm de profondeur a atteint près de 400 mm sous sol nu. Des températures gélives au cours des mois de décembre et janvier ont toutefois infl igé des dégâts aux espèces de couverts les plus fragiles (moutarde blanche notamment).

Les conditions agro-climatiques et la destruction tardive ont permis un développement important des couverts (de 2,6 à 4,6 tMS/ha – fi - gure 1). La destruction mécanique puis l’implantation du maïs se sont toutes les deux déroulées correctement. Et les conditions agro-météorologiques favorables pendant la période de croissance de la culture couplées à plusieurs irrigations (300 mm au total) ont permis l’expression d’un fort potentiel.

Des rendements en hausse avec les légumineuses

Dans ce contexte presque idéal, l’expérimentation a pu mett re en évidence le rôle joué par les couverts sur la production de maïs. Ceux à base de légumineuses ont eu un eff et très net sur le rendement en grain du maïs suivant en situation non fertilisée, qu’il s’agisse de grain ou d’ensilage (fi gure 2). Les gains ont avoisiné les 50 q/ha par rapport au cas où le sol restait nu. Pourquoi ? Les légumineuses ont fourni un apport d’azote important au maïs cultivé ensuite. Logiquement, l’application d’une fertilisation de 180 kg d’azote par hectare après ces couverts ne fait dans ce cas progresser que modérément le rendement du maïs.

En fait, grâce à la fixation symbiotique du diazote de l’air, les couverts à base de légumineuses contiennent des quantités importantes d’azote dans leurs parties aériennes (environ 100 kgN/ha pour le trèfle de perse jusqu’à presque 160 kgN/ha pour le trèfle incarnat). Ces propriétés se retrouvent également dans les mélanges, qui affichent des performances équivalentes à deux légumineuses pures sur trois. Inversement, l’avoine de printemps et la moutarde blanche ne pouvant compter que sur les ressources en azote minéral du sol, elles présentent des quantités d’azote accumulées beaucoup plus faibles, entre 20 et 40 kgN/ha. En l’occurence, l’apport de 180 kg d’azote par hectare fait donc progresser de façon importante le rendement après ce type de couvert.

Un rapport carbone sur azote faible

Atout supplémentaire des couverts à base de légumineuses : ils présentent de faibles rapports carbone sur azote des parties aériennes (C/N). Or c’est le principal critère conditionnant la dynamique de minéralisation d’un couvert après sa destruction. Situés entre 10 et 15, ces rapports laissent entrevoir des dynamiques de relargages rapides de l’azote.

A contrario, les couverts de non légumineuses présentent des rapports C/N entre 30 et 35, laissant augurer un assez faible effet de leur décomposition sur la fourniture d’azote minéral au maïs suivant.

L’expérimentation a permis de mesurer l’azote fourni par le couvert grâce à l’évaluation des stocks d’azote minéral du sol au semis et à la récolte, ainsi qu’à celle des quantités d’azote absorbées par le maïs en situation non fertilisée. Deux variables ont été calculées : Effet Rsemis et MrCi (figure 3). Effet Rsemis correspond à l’effet du couvert sur le reliquat d’azote au semis. Il dépend de la quantité d’azote absorbé par le couvert provenant du sol, de la quantité d’azote perdu par lessivage en sol nu et de la 1re phase de minéralisation des résidus du couvert après sa destruction. MrCI correspond à la fourniture d’azote après la mesure du reliquat d’azote au semis, provenant de la seconde partie de la minéralisation du couvert. Son importance est notamment fonction de l’éloignement de la date de destruction du couvert de la date de mesure de reliquat.

60 à 80 kg d’azote/ha fournis par les légumineuses Les résultats montrent que tous les couverts ont un effet positif ou nul sur Rsemis par rapport au calcul effectué avec un sol nu. C’est le signe d’une situation à fort drainage hivernal, cas des sols très filtrants du site d’essai de Lyon Saint-Exupéry. Les termes MrCI sont pour leur part cohérents avec les quantités d’azote contenues dans les parties aériennes des couverts à destruction  : tous ceux à base de légumineuses restituent sous le maïs de 60 à 80 kgN/ha, contre 0 à 20 kgN/ha pour les couverts de non-légumineuses. La somme de Effet Rsemis et MrCI donne l’effet global du couvert sur les fournitures d’azote au maïs, appelé effet FERTI. Sur cet essai, il a atteint 100 à 120 kg d’azote à l’hectare dans le cas des couverts de légumineuses pures ou en mélanges contre 10 à 20 kgN/ha pour les non légumineuses.

À ce niveau-là, l’investissement en temps et en semences pour implanter un couvert à base de légumineuses commence à trouver un intérêt économique...

Un surplus à prendre en compte dans le calcul de la dose d’engrais

Les résultats de cet essai confirment d’autres conclusions issues de dispositifs des années 1990 sur le même site. Dans cette situation agronomique, il semble possible de se servir de couverts intermédiaires à base de légumineuses pour subvenir de façon significative à une partie des besoins en azote du maïs suivant. Bien entendu, ce surplus doit être pris en compte dans le calcul de la dose d’engrais à apporter.

Le risque serait sinon de surdoser la fertilisation, avec pour conséquences une perte financière pour l’agriculteur et une augmentation significative du reliquat post-récolte accroissant le risque de lixiviation du nitrate lors de l’interculture suivante. Le même type d’essai a été reconduit en 2011 pour consolider les références à prendre en compte dans la méthode des bilans dans ce type de situations.

Cet essai a été conduit avec l’aide de la Chambre d’Agriculture du Rhône et du Centre Régional d’Expérimentation Agricole St Exupéry (CREAS).

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