ecole supérieure d’agriculture d’angers inra lusignan ... · merci encore pour les relectures...

ETUDE DE LA VARIABILITE DU RENDEMENT DE LA

LUZERNE DANS LA PLAINE SUD DE NIORT

Mémoire de Fin d’Etudes

Promotion 2001 Octobre 2007

Frédéric BERNARD Elève-Ingénieur ESA Patron de mémoire : Joëlle FUSTEC

Ecole Supérieure d’Agriculture d’Angers 55 rue Rabelais 49 007 ANGERS

INRA Lusignan Route de Saintes 86 600 LUSIGNAN

Maître de stage : Gilles LEMAIRE

REMERCIEMENTS

***

Je tiens tout d’abord à remercier Gilles Lemaire et Myriam Laurent qui m’ont accompagné et soutenu

quotidiennement durant ces 8 mois de stage. Grâce à leur encadrement efficace, leurs nombreux conseils

avisés et leur grande disponibilité et malgré des emplois du temps chargés, ils ont permis le bon déroulement

de cette étude. Je remercie également Joëlle Fustec, de l’ESA d’Angers, pour avoir suivi régulièrement la

progression de cette étude. Merci encore pour les relectures régulières des différentes parties de ce rapport.

Un grand merci à Emmanuelle Sauboua, de l’UMR Environnement et Grandes Cultures de l’INRA de

Grignon, pour son implication dans cette étude et pour la valorisation et le calibrage du modèle de croissance

de la luzerne.

Je remercie également Safia Mediene d’AgroParisTech pour l’expertise apportée dans la reconnaissance

des adventices de la luzerne.

Merci à Isabelle Badenhausser et Jacques Lerin du laboratoire de zoologie de l’INRA de Lusignan ainsi

que Vincent Bretagnolle, directeur du Centre d’Etude Biologiques du CNRS de Chizé, pour m’avoir permis

d’utiliser les logiciels SIG, la base de données du CNRS, et pour toute l’aide apportée lors des analyses

multivariées.

Je tiens aussi à remercier les personnes de la Chambre d’Agriculture des Deux-sèvres que j’ai eu le plaisir

de rencontrer au cours de ce stage, je remercie tout particulièrement Patrick Boucheny pour nous avoir

fournit des données utiles à cette étude.

Merci également à Claude Cantot, secrétaire à l’UGAPF, qui a parfaitement su gérer, avec rigueur, les

aspects administratifs de ce stage.

Cette étude n’aurait pu se dérouler sans la participation active et l’implication des 17 agriculteurs qui ont

su se rendre disponibles, malgré le travail et le temps que demandait cette étude. Qu’ils en soient tous très

sincèrement remerciés.

Enfin, je remercie toutes les personnes avec qui j’ai partagé cette expérience au quotidien. Je pense bien

sûr à tout le personnel des Verrines, qu’il soit de l’INRA, du GEVES ou d’Agrotransfert Poitou-Charentes,

merci pour les discussions toujours très passionnantes et enrichissantes ; et merci également à tous les

stagiaires, thésards, CDD… du « bâtiment stagiaires » qui ont rendu ce séjour très agréable.

TABLE DES MATIERES REMERCIEMENTS

INTRODUCTION..................................................................................................................................................................1

PARTIE I ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ..................................................................................................................3

1 – CONTEXTE : UN TERRITOIRE AGRICOLE EN MUTATION ...................................................................................................... 3 1.1 – L’agriculture en Poitou-Charentes : grandes cultures vs. cultures fourragères .......................................................... 3 1.2 – Le programme PRAITERRE et la zone atelier ........................................................................................................... 5 1.3 – Problématique et objectifs de l’étude ................................................................................................................................ 5

2 – EVOLUTION DE LA CULTURE DE LA LUZERNE ........................................................................................................................ 6 2.1 – En France........................................................................................................................................................................... 6 2.2 – La culture de la luzerne dans la Région Poitou-Charentes.......................................................................................... 8 2.3 – Dans les Deux-Sèvres........................................................................................................................................................ 8

3 – LA CULTURE DE LA LUZERNE...................................................................................................................................................... 8 3.1 – Aspects botaniques .............................................................................................................................................................. 8 3.2 – Principes généraux de la culture de la luzerne............................................................................................................... 9

3.2.1 – Installation de la culture .............................................................................................................................................................. 9 3.2.1.2 – Date de semis et modes d’implantation.......................................................................................................................... 9 3.2.1.2 – Réussir l’implantation .......................................................................................................................................................10

3.2.2 – Croissance de la culture..............................................................................................................................................................10 3.2.2.1 – Dynamique de mobilisation et reconstitution des stocks racinaires parallèlement à la production de

biomasse aérienne après la coupe ...........................................................................................................................................................11 3.2.2.2 – Réponse de la luzerne à la sécheresse ...........................................................................................................................12

3.2.3 – Fertilisation ...................................................................................................................................................................................12 3.2.4 – Désherbage ....................................................................................................................................................................................13 3.2.5 – Irrigation ........................................................................................................................................................................................13 3.2.6 – Rythme d’exploitation de la luzerne.......................................................................................................................................14 3.2.7 – Récolte.............................................................................................................................................................................................14 3.2.8 – Rendements ...................................................................................................................................................................................15

3.3 – Effets agronomiques et impacts environnementaux de la culture de la luzerne........................................................ 16 3.3.1 – Ses atouts agronomiques............................................................................................................................................................16

3.3.1.1 – Pas de fertilisation azotée nécessaire, et une importante source d’azote............................................................16 3.3.1.2 – Effet précédent ....................................................................................................................................................................17 3.3.1.3 – Amélioration de la structure du sol...............................................................................................................................17 3.3.1.4 – Rupture des cycles des maladies et parasites des céréales ......................................................................................17

3.3.2 – Son rôle écologique......................................................................................................................................................................17 3.3.2.1 – Sur la qualité des sols, de l’air et de l’eau.....................................................................................................................17 3.3.2.2 – Effets sur la biodiversité...................................................................................................................................................18 3.3.2.3 – Les CAD et MAET sur la zone atelier.........................................................................................................................18

3.3.3 – Rôle socio-économique de la culture de la luzerne.............................................................................................................19 3.4 – Limites de la luzerne ....................................................................................................................................................... 19

3.4.1 – Exigences agronomiques et carences nutritionnelles........................................................................................................19 3.4.2 – Parasitisme et maladies de la luzerne.....................................................................................................................................20

3.4.2.1 – Maladies de la luzerne.......................................................................................................................................................20

3.4.2.2 – Ravageurs et parasites animaux de la luzerne ...........................................................................................................21 3.4.2.3 – Plantes parasites de la luzerne : les cuscutes de la luzerne.....................................................................................22

3.4.3 – Problèmes d’exploitation de la luzerne..................................................................................................................................23 3.4.4 – Contraintes pour l’alimentation animale : des protéines mal valorisées par les ruminants....................................23

4 – PLACE DE LA LUZERNE DANS L’ALIMENTATION ANIMALE ................................................................................................23 5 – INSERTION DE LA LUZERNE DANS LES EXPLOITATIONS CEREALIERES : MODELE DE LA REGION CHAMPAGNE-

ARDENNE ....................................................................................................................................................................................................24 5.1 – Le point sur la situation du secteur de la luzerne déshydratée en France ................................................................. 24 5.2 – Les structures de production ........................................................................................................................................... 26

6 – MODELE DE CROISSANCE DE LA LUZERNE.............................................................................................................................26 6.1 – Principe de fonctionnement du modèle .......................................................................................................................... 26 6.2 – Hypothèses et limites du modèle (com. pers. E. Sauboua)............................................................................................ 27

7 – HYPOTHESES SUR LES FACTEURS DE CROISSANCE DE LA LUZERNE ................................................................................28

PARTIE II MATERIEL ET METHODES............................................................................................................... 29

1 – LA BASE DE DONNEES CNRS, PRESENTATION ET EVOLUTION.........................................................................................29 2 – SELECTION DES PARCELLES ET SUIVI DES LUZERNIERES...................................................................................................29

2.1 – Constitution d’un échantillon de parcelles à suivre ...................................................................................................... 30 2.1.1 – Critères de sélection des exploitations agricoles.................................................................................................................30 2.1.2 – Un questionnaire en deux parties............................................................................................................................................30 2.1.3 – Critères de choix des parcelles d’étude ..................................................................................................................................30 2.1.4 – Description pédologique des sols des parcelles ...................................................................................................................31

2.1.4.1 – Les types de sol présents sur la zone ............................................................................................................................31 2.1.4.2 – Estimation de la Réserve Utile du sol ..........................................................................................................................32

2.2 – Suivi de la production des luzernières........................................................................................................................... 32 2.2.1 – Notations et date de redémarrage de végétation ................................................................................................................32 2.2.2 – Méthodes d’estimation des rendements.................................................................................................................................33

2.2.2.1 – Estimations du rendement avant la récolte : méthode des « placettes » ............................................................33 2.2.2.2 – Estimation du rendement après la récolte : méthode des « bottes »....................................................................33

2.2.3 – Mesure des densités de peuplement et du nombre de tiges par pied.............................................................................33 3 – EXPLOITATION DES RESULTATS ..............................................................................................................................................34

3.1 – Analyse des résultats des rendements observés............................................................................................................... 34 3.2 – Estimation du rendement potentiel des parcelles .......................................................................................................... 34

3.2.1 – Sources des données météorologiques : .................................................................................................................................34 3.2.2 – Attribution des données précipitations et températures aux parcelles : ......................................................................35

PARTIE III PRESENTATION ET ANALYSE DES RESULTATS.................................................................... 37

1 – ETUDE DE LA BASE DE DONNEES DU CNRS DE CHIZE .......................................................................................................37 1.1 – Un territoire tourné vers la céréaliculture..................................................................................................................... 37 1.2 – La luzerne est présente sur l’ensemble de la Zone Atelier............................................................................................ 38

2 – EXPLOITATION DES DONNEES DES ENQUETES .....................................................................................................................39 2.1 – Description de l’échantillon des exploitations ............................................................................................................... 39 2.2 – Résultats des enquêtes à l’échelle de la parcelle ............................................................................................................. 40

2.2.1 – Description de l’échantillon de parcelles sélectionnées.....................................................................................................40 2.2.2 – Description des itinéraires techniques des parcelles..........................................................................................................41

2.2.2.1 – L’installation de la culture ...............................................................................................................................................41 2.2.2.2 – La fertilisation .....................................................................................................................................................................41 2.2.2.3 – La protection phytosanitaire ...........................................................................................................................................42 2.2.2.4 – Autres éléments de l’ITK .................................................................................................................................................42

3 – DESCRIPTION GENERALE DU CLIMAT DE LA CAMPAGNE 2006-2007..............................................................................42 3.1 – Une année particulièrement douce et humide ................................................................................................................ 42 3.2 – Etat de la réserve hydrique des sols au cours de l’année .............................................................................................. 43

4 – RESULTATS DES MESURES DE REDEMARRAGE POST-HIVERNAL DE LA LUZERNE .......................................................44 5 – ANALYSE DES RESULTATS DES 1ERE ET 2EME COUPES............................................................................................................45

5.1 – Analyse monofactorielle sur les rendements observés .................................................................................................... 45 5.1.1 – Déroulement des observations .................................................................................................................................................45 5.1.2 – Des rendements très variables sur la zone............................................................................................................................46 5.1.3 – Effets de différents facteurs sur les rendements de 1ère et 2ème coupes .........................................................................47

5.1.3.1 – L’âge de la luzernière.........................................................................................................................................................47 5.1.3.2 – Le type de sol.......................................................................................................................................................................48 5.1.3.3 – Effet de la fertilisation sur le rendement .....................................................................................................................49 5.1.3.4 – Effet du désherbage hivernal sur le rendement .........................................................................................................49 5.1.3.5 – Les mesures CAD...............................................................................................................................................................50

5.2 – Comparaison des valeurs observées aux valeurs simulées par le modèle .................................................................... 50

5.2.1 – Résultats des simulations de 1ère coupe..................................................................................................................................50 5.2.2 – Résultats des simulations de 2ème coupe ................................................................................................................................53 5.2.3 – Evolution des écarts relatifs de 1ère et 2ème coupes .............................................................................................................55

5.3 – Analyse multifactorielle ................................................................................................................................................... 56 5.3.1 – Résultats pour la 1ère coupe .......................................................................................................................................................56 5.3.2 – Résultats pour la 2ème coupe......................................................................................................................................................56

6 – RESULTATS COMPLEMENTAIRES .............................................................................................................................................56 6.1 – Estimation de la biomasse de luzerne à partir de la hauteur du couvert .................................................................. 56 6.2 – Relation entre le rendement estimé par la méthode des placettes et celui estimé à partir des données des agriculteurs

............................................................................................................................................................................................................ 57

PARTIE IV DISCUSSION ET PERSPECTIVES.................................................................................................... 59

1 – UN ECHANTILLON DE PARCELLES REPRESENTATIF DE LA REALITE ...............................................................................59 2 – LE MODELE DE CROISSANCE DE LA LUZERNE, SES LIMITES...............................................................................................60

2.1 – Incertitudes liées aux données d’entrée du modèle ........................................................................................................ 60 2.1.1 – L’estimation de la date de démarrage de végétation post-hivernal ...............................................................................60 2.1.2 – L’estimation de la réserve utile ................................................................................................................................................61

2.2 – Les limites du modèle....................................................................................................................................................... 61 2.2.1 – Le calage du modèle ....................................................................................................................................................................61 2.2.2 – L’efficacité du modèle dépend de la durée du cycle de végétation .................................................................................61

3 – SPECIFICITE DU CLIMAT DE L’ANNEE 2007 ...........................................................................................................................62 4 – LE DEMARRAGE DE VEGETATION DEPEND DE L’AGE ET DU TYPE DE SOL....................................................................62 5 – MISE EN EVIDENCE DE 5 FACTEURS RESPONSABLES DE LA VARIABILITE DES RENDEMENTS DE LA LUZERNE.....63

5.1 – Les luzernes de 2 à 4 ans sont les plus productives ...................................................................................................... 63 5.2 – En l’absence de sécheresse, l’impact du type de sol est faible ........................................................................................ 63 5.3 – Fertilisation : éviter les impasses .................................................................................................................................... 64 5.4 – Le désherbage : quels produits à l’avenir ?.................................................................................................................... 64 5.5 – Le CAD retard de fauche : perte d’au moins une coupe ............................................................................................... 65 5.6 – De la confusion des effets fertilisation et désherbage .................................................................................................... 65 5.7 – Contribution des facteurs pour le rendement de la luzerne.......................................................................................... 65

6 – UTILISATION DES RESULTATS COMPLEMENTAIRES............................................................................................................66 6.1 – Estimation du rendement par la hauteur du couvert ................................................................................................... 66 6.2 – Estimation du rendement à partir des données des agriculteurs................................................................................. 66

7 – QUEL AVENIR POUR LA LUZERNE SUR LA ZONE ATELIER ? ...............................................................................................67

CONCLUSION..................................................................................................................................................................... 69

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES.......................................................................................................................... 71

TABLE DES FIGURES ET TABLEAUX ...................................................................................................................... 77

SIGLES ET ABREVIATIONS.......................................................................................................................................... 81

TABLE DES ANNEXES .................................................................................................................................................... 83

1

Introduction La luzerne est une culture très ancienne connue depuis 5 à 10 millénaires (Thiébeau et al.,

2003). Dans la région Poitou-Charentes, c’est également une culture traditionnelle utilisée pour l’alimentation des vaches laitières et allaitantes et des chèvres (Hainin et Nardo, 1993). C’est l’espèce la plus utilisée dans les prairies artificielles en France. L’intérêt des légumineuses est double. D’une part elles possèdent un taux de protéines élevé, elles tiennent ainsi un rôle important dans l’alimentation animale ; d’autre part, elles fixent l’azote de l’air (Pointereau, 2001). Dans les systèmes de culture, la luzerne représente aussi une sauvegarde contre la pollution, soit de façon indirecte, pour la limitation des effets polluants des monocultures céréalières (Talamucci, 1994), soit directement pour son rôle épurateur des nitrates (Beaudoin et al., 1992).

A plus grande échelle, on observe que l’auto-approvisionnement de l’Union Européenne (UE)

en protéines est actuellement de 23%, ce qui place les pays membres dans une situation de grande vulnérabilité. La plupart des protéines importées proviennent d’Amérique du Nord, d’Argentine et du Brésil, sous forme de tourteaux de soja. Les éleveurs de l’UE pourraient donc subir les contrecoups d’un aléa climatique entraînant de mauvaises récoltes ou d’une soudaine hausse des prix (SNDF, 2006). Le développement des légumineuses fourragères ou à graines est donc indispensable pour améliorer l’autonomie protéique des exploitations agricoles ; la luzerne constitue une des voies possibles à explorer.

Cependant, la production d’herbe est très dépendante du climat et très particulièrement de la

sécheresse qui engendre de grandes irrégularités dans la production fourragère auxquelles les systèmes d’élevage doivent constamment d’adapter (Lemaire, 2007). D’autres facteurs sont également à l’origine de l’hétérogénéité des quantités de fourrages produits. Tout d’abord, les potentialités naturelles sont bien sûr déterminantes sur le niveau de production accessible (conditions climatiques, altitude, relief, nature du sol, profondeur, texture…). Ensuite, la conduite des surfaces fourragères amène également beaucoup de variation : mise en place, entretien, fertilisation… Enfin, l’utilisation de chaque parcelle et la gestion globale du système fourrager mettent en jeu des compétences techniques spécifiques de l’éleveur et façonnent les dernières différences d’une exploitation à l’autre (Hnatysyn et Guais, 1988).

Dans l’objectif de mieux connaître ces facteurs à l’origine des variations du rendement de la

luzerne, nous avons mené cette année un suivi de la production de 46 parcelles situées dans la plaine sud de Niort qui constitue également un des derniers refuges d’une espèce en voie d’extinction : l’outarde canepetière (Tetrax tetrax). Au moyen des résultats de ces suivis, ainsi que des enquêtes réalisées chez les agriculteurs, nous avons tenté de mettre en évidence les facteurs responsables de la variation du rendement de la luzerne sur la zone considérée.

3

PARTIE I

Etude bibliographique

1 – CONTEXTE : UN TERRITOIRE AGRICOLE EN MUTATION

1.1 – L’agriculture en Poitou-Charentes : grandes cultures vs. cultures fourragères

L’occupation agricole du sol de la région Poitou-Charentes a fortement évolué depuis les années 1970. Il s’est produit une véritable mutation du territoire qui s’est traduit par une diminution progressive des cultures fourragères au profit des grandes cultures (fig. 1). Cette diminution des cultures fourragères a été la conséquence de la baisse de l’ensemble des sources fourragères que sont les surfaces toujours en herbe (STH), les prairies (temporaires et artificielles) et, à moindre mesure, les fourrages annuels (maïs ensilage notamment). A l’inverse, l’augmentation des surfaces en grandes cultures est surtout due au développement de la culture des oléoprotéagineux (tournesol, colza et pois protéagineux) dès les années 1980 et de développement des surfaces en jachère dès 1993 consécutivement à la réforme de la PAC de 1992. Finalement, sur cette période, les surfaces en céréales sont restées stables.

Fig. 1 : Evolution de l’utilisation agricole du sol entre 1970 et 1997 en Poitou-Charentes (source : DRAF – IAAT, 1998).

Partie I : Etude bibliographique

4

La comparaison des données des recensements agricoles de 1970 et 1988 confirme les tendances observées précédemment. La figure 2 montre l’expansion des zones céréalières entre ces deux dates. La zone atelier PRAITERRE constitue le territoire sur lequel nous avons effectué cette étude, nous la détaillerons dans le prochain paragraphe. Ainsi, les deux zones céréalières déjà présentes en 1970 se sont étendues de façon significative atteignant la quasi-totalité de la Charente-Maritime, la moitié ouest de la Charente et le sud des Deux-Sèvres. De plus, sur cette période, la part des grandes cultures dans la surface agricole utile (SAU) a augmenté de 50% en Poitou-Charentes alors que, dans le même temps, elle n’a augmenté que de 26% sur l’ensemble de la France (fig. 3). Ce phénomène n’est cependant pas homogène sur l’ensemble de la région puisque certaines zones telles que le nord Deux-Sèvres et la zone centre ouest de la région sont toujours d’importantes zones d’élevage (fig. 2).

Fig. 2 : Réorientation de l’utilisation du sol entre 1970 et 1988 en Poitou-Charentes (source : Agreste, RGA 1970 et 1988).

Fig. 3 : Evolution de la part des grandes cultures dans la SAU entre 1970 et 1988 en Poitou-

Charentes (source : Agreste, RGA 1970 et 1988). Par la suite, entre 2000 et 2005, cette évolution se confirme. En effet, même si la disparition des

exploitations agricoles affecte tous les secteurs de production (fig. 4), la baisse est encore plus accentuée pour celles qui n’ont pas de spécialisation fortement marquée. En effet, les exploitations de polyculture-élevage sont les seules à voir leur part diminuer significativement au profit des exploitations spécialisées, notamment les exploitations céréalières (céréales + oléoprotéagineux) qui constituent le plus grand nombre d’exploitations dans la région. Plus d’une exploitation de polyculture-élevage sur 5 a disparu entre 2000 et 2005 (Agreste 2007). Toutes ces observations traduisent donc une réorientation de l’agriculture picto-charentaise vers la céréaliculture au cours des trente dernières années.

Fig. 4 : Evolution du nombre de types d’exploitations entre 2000 et 2005 en Poitou-Charentes (Agreste Poitou-Charentes, 2006).

Etude de la variabilité des rendements de la luzerne dans la plaine sud de Niort

5

1.2 – Le programme PRAITERRE et la zone atelier Face à cette diminution progressive des surfaces fourragères, il est important de reconsidérer la

place et le rôle des prairies dans la gestion agri-environnementale et écologique d’un territoire de polyculture-élevage. Un programme de recherche-développement « Agriculture et Développement Durable (ADD) » intitulé PRAITERRE (PRAIries TERritoires Ressources et Environnement) a donc été initié par l’INRA de Lusignan en 2005. Le positionnement de ce projet correspond au choix du développement durable comme objet de recherche. Il vise à identifier les leviers permettant, sur un territoire donné, d’infléchir une dynamique actuelle de développement rural qui ne répond pas aux critères de durabilité, en mettant en œuvre des actions opérationnelles, adoptables par les acteurs. Ce programme vise notamment à maintenir, voire développer les surfaces en prairies tout en les associant à des cultures fourragères annuelles dans le cadre de systèmes fourragers et de systèmes de culture mieux adaptés à la sécheresse et plus respectueux de l’environnement.

Ce programme est conduit par l’INRA de Lusignan, en association avec des partenaires du développement agricole : Chambres d’Agriculture, Agro-Transfert Poitou-charentes, Institut de l’Elevage CNRS et CER Deux Sèvres et financé par l’Agence Nationale pour la Recherche (ANR) et l’INRA.

La zone atelier PRAITERRE est située dans la plaine sud de Niort (fig. 5), dans le département des Deux-Sèvres. Elle est limitée au nord par l’agglomération niortaise et au sud par la forêt domaniale de Chizé. D’une superficie de 426 km² environ, ce site a vocation de « Zone Atelier », de par l’historique des données d’occupation du sol réalisé par le CNRS de Chizé depuis 1994 et l’existence d’un véritable laboratoire transversale associant plusieurs équipes de l’INRA et du CNRS. De plus, cette région constitue le dernier refuge d’un cortège d’espèces patrimoniales telles l’outarde canepetière (Tetrax tetrax). De ce fait, une partie de ce site a été désignée, en 2003, Zone de Protection Spéciale (ZPS) au titre du réseau Natura 2000.

1.3 – Problématique et objectifs de l’étude Dans ce contexte, la luzerne semble être une solution intéressante pour le maintien et le

développement des prairies sur la zone PRAITERRE. En effet, comme nous le verrons par la suite, la luzerne est une plante prairiale bénéfique à plusieurs niveaux : elle a un impact positif pour la qualité des sols, de l’eau, et de la biodiversité ; elle a également des arrières effets agronomiques positifs sur les cultures suivantes et, en tant que légumineuse, constitue une source importante de protéines pour l’alimentation animale, contribuant ainsi à limiter la dépendance protéique des agriculteurs pour l’alimentation des troupeaux…

Cependant, on constate une très forte variabilité et irrégularité des rendements sur la zone. L’objectif de cette étude est donc de mieux comprendre la dynamique de croissance de la luzerne en mesurant les variabilités de potentiel de production et en définissant le rôle joué par les différentes variables impliquées dans l’élaboration du potentiel de rendement des luzernières.

Fig. 5 : Localisation de la Zone Atelier

PRAITERRE dans la région Poitou-Charentes.


6

A présent, nous allons tenter de dresser l’état des lieux des connaissances sur la production de la luzerne. Pour cela, nous commencerons par réaliser un historique de la culture de la luzerne en France et en particulier dans la région Poitou-Charentes.

2 – EVOLUTION DE LA CULTURE DE LA LUZERNE

La luzerne est originaire des régions montagneuses d’Iran, d’Arménie et du Caucase. Elle aurait ensuite gagné le bassin méditerranéen, puis l’Europe occidentale (Birouk et al., 1997). Selon Moule (1971), l’introduction de la luzerne en France méridionale remontrait à 1550. Elle ne fut introduite en Amérique que durant le 19ème siècle ; on la trouve actuellement partout dans le monde (Del Pozo, 1983).

2.1 – En France Pendant longtemps la prairie naturelle a constitué la nourriture quasi exclusive d’un élevage

surtout nécessaire pour assurer la force de traction et fournir du fumier (Hnatysyn et Guais, 1988). Elle occupait environ 5 millions d’hectares en France en 1850. Par la suite, les légumineuses (trèfles, luzerne) ont contribué à la révolution agricole qui démarra vers 1800, en permettant l’abandon de la jachère, entraînant ainsi une forte croissance de la production agricole (Pointereau, 2001). Les prairies artificielles couvraient une surface de 2,6 millions d’hectares en 1852 (Hnatysyn et Guais, 1988).

• 1945-1960 : Augmentation de la demande en fourrages après la seconde guerre mondiale

Jusqu’à la seconde guerre mondiale, les surfaces en luzerne (fig. 6) augmentent régulièrement

(+ 530 000 ha en 50 ans), la luzerne s’insérant dans les systèmes de polyculture-élevage à la fois en raison de sa production fourragère et en raison de son rôle agronomique comme tête de rotation et fixatrice d’azote atmosphérique. Suite à la seconde guerre mondiale et à la très forte demande en produits agricoles et notamment en produits animaux, les demandes en fourrages augmentent, tant en volume qu’en qualité (Huyghe, 2005). On observe alors une augmentation importante des surfaces cultivées en luzerne (+ 20% entre 1950 et 1958).

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Année

Surface (en millions

d'ha)

Faible augmentation

des surfaces en luzerne (+ 530 000 ha en 50 ans)

Hausse de la production pour

répondre à la demande

Diminution de la production de luzerne remplacée par d’autres

fourrages (maïs, ensilage), grâce aux progrès techniques

(machines, azote…)

Stabilisation des surfaces cultivées

2nde Guerre Mondiale

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Faible augmentation

des surfaces en luzerne (+ 530 000 ha en 50 ans)

Hausse de la production pour

répondre à la demande

Diminution de la production de luzerne remplacée par d’autres

fourrages (maïs, ensilage), grâce aux progrès techniques

(machines, azote…)

Stabilisation des surfaces cultivées

2nde Guerre Mondiale

Fig. 6 : Evolution des surfaces en luzerne, en France, entre 1900 et 2006 (Sources des données surfaces : Moule, 1971 ; Moule, 1980 ; Picard, 1982 ; Agreste, 1989 à 2006).


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• 1960 – 1992/93 : Spécialisation de l’agriculture française et développement du maïs fourrage L’intensification de l’agriculture entre 1960 et 1975 a été facilitée par des conditions de

croissance économique faste. Elle s’est traduite par une certaine spécialisation des exploitations. Une nouvelle culture fourragère connaît alors un développement spectaculaire (le maïs fourrage) pendant que régressent les surfaces toujours en herbe, les prairies artificielles et la betterave fourragère (Hnatysyn et Guais, 1988). On observe dans le même temps une augmentation des achats de tourteaux qui étaient alors bon marché, et une augmentation de la consommation d’engrais azotés, moteur essentiel de la production des graminées notamment (Picard, 1982). De plus, dans les régions céréalières, la disparition de la luzerne est également liée à celle de l’élevage, sauf en Champagne où s’est développée l’activité de déshydratation. Ainsi, les surfaces de luzerne cultivées en France ont connu une très forte baisse, passant de 1,7 millions d’hectares cultivés en 1962 à moins de 500 000 hectares en 1989, soit une diminution de plus de 70% des surfaces en seulement 27 ans. Par la suite, la diminution des surfaces a été plus lente.

Les handicaps de la luzerne comme source de protéines et d’énergie (nous les détaillerons plus loin) ont été la principale cause de cette régression dans le contexte économique de cette période de diminution des surfaces en luzerne. Elle s’est accentué avec l’accroissement du potentiel de production des animaux nécessitant des rations à plus forte valeur énergétique et avec le mode de paiement des produits animaux, du lait en particulier, favorable à des taux butyreux élevés (Journet, 1993).

• 1993 – 2007 : stabilisation des surfaces en luzerne

Selon Thiébeau et al. (2003), la Politique Agricole Commune (PAC) a énormément complexifié

les raisonnements des agriculteurs, par exemple, en imposant la mise en place de jachères ou en supprimant les prix garantis pour instaurer des aides directes aux agriculteurs. Actuellement, la surface de luzerne cultivée en France semble se stabilisé au-dessus de 300 000 hectares, on observe une diminution de seulement 2,5% des surfaces sur la période 2001-2006 (fig. 6).

La répartition des surfaces cultivées en légumineuses en France montre une grande disparité selon les régions (fig. 7). Les légumineuses sont très présentes en région Champagne-Ardenne (déshydratation) et dans les régions Midi-Pyrénées et Poitou-Charentes. Pour ces deux dernières régions, d’importantes surfaces en légumineuses pures, et notamment en luzerne, sont associées à leur utilisation dans les rations des petits ruminants (caprins et ovins ; Huyghe, 2005). Parmi les prairies artificielles, la luzerne est l’espèce la plus représentée (75% des surfaces ; Hnatysyn et Guais, 1988).

Fig. 7 : Répartition des grandes légumineuses (luzerne, trèfle violet…) en France et systèmes fourragers correspondants (Le Gall, 1993).


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2.2 – La culture de la luzerne dans la Région Poitou-Charentes Dans la région Poitou-Charentes, la luzerne est une culture traditionnelle (Hainin et Nardo,

1993) utilisée à la fois par les vaches laitières et les chèvres. C’est l’espèce la plus utilisée dans les prairies artificielles (82% en 1982), soit 10,7% de la surface fourragère principale (SFP ; Hnatysyn et Guais, 1988). Cependant, les surfaces cultivées en luzerne pure semblent suivre la même tendance qu’à l’échelle nationale. Les prairies artificielles ont régressé en surface (- 22% de 1983 à 1990), mais ne font que suivre la diminution du cheptel laitier (- 40% sur la même période), la luzerne se maintien dans la sole fourragère cultivée (Le Gall, 1993). Ainsi, le Poitou-Charentes était en 1989 la 3ème région productrice de luzerne, derrière les régions Midi-Pyrénées (82 000 ha) et Champagne-Ardenne (77 800 ha). Bien qu’elle conserve sa 3ème place en 2001, c’est l’une des régions françaises qui accuse la plus forte baisse (- 57%) passant de 71 000 à 29 950 ha entre 1989 et 2001 (Thiébeau et al., 2003).

2.3 – Dans les Deux-Sèvres Par rapport aux autres départements de la région Poitou-Charentes, les Deux-Sèvres se

caractérisent par une prépondérance des productions animales concentrées sur les 2/3 nord du département. Même si les grandes cultures gagnent du terrain, trois-quarts des exploitations sont directement impliquées dans la production animale. Entre 2000 et 2005, ce sont les activités mixtes culture-élevage et ovin-caprin qui ont subi les plus grosses pertes avec une baisse respectivement de 21% et 17% du nombre d’exploitations (Agreste 2006). Cependant, sur la zone PRAITERRE, la culture de la luzerne semble se développer à nouveau. Nous verrons plus en détail cette observation dans le paragraphe 1.1 de la partie résultat qui sera consacré à l’exploitation des données de la base de données (BDD) du CNRS concernant les assolements des 14 dernières années.

L’objectif de cette étude étant de déterminer le rôle joué par différents facteurs sur le rendement des luzernières, nous allons maintenant nous appliquer à décrire les caractéristiques de la culture de la luzerne.

3 – LA CULTURE DE LA LUZERNE

3.1 – Aspects botaniques La luzerne (Medicago sativa L.), de la famille botanique des Fabacées, est une légumineuse

fourragère pérenne qui a la capacité de pouvoir utiliser l’azote atmosphérique. La fixation de l’azote de l’air est réalisée grâce à la symbiose avec une bactérie : Rhizobium meliloti qui utilise l’énergie provenant de la photosynthèse pour assurer la transformation de l’azote de l’air, qui entre ainsi dans le circuit de la synthèse des protéines végétales. Cette opération se fait au moyen d’une enzyme, la nitrogénase (Thiébeau et al., 2003).

Sous l’appellation luzerne, on classe en fait deux espèces botaniques et leurs hybrides. Ces deux espèces, Medicago sativa et Medicago falcata, sont adaptées à des conditions écologiques différentes. Elles sont inter fertiles et leurs croisements ont donné naissance à une très large gamme d’hybrides englobés sous le nom de Medicago media. Ces hybrides forment les populations naturelles des pays mais aussi des variétés créées par des sélectionneurs pour des utilisations déterminées (Mauriès, 2003).


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Ces populations sont classées en trois groupes : - Luzerne de type Provence, contenant surtout des types sativa et peu de types

media. Ces plantes sont résistantes à la sécheresse et tolèrent les coupes fréquentes. Elles sont par contre très sensibles au froid et déconseillées au-delà de la zone méditerranéenne.

- Luzerne de type Flamande, ce sont essentiellement des types media. Plus proche du type falcata, elles sont résistantes au froid et très productives sous des régimes de trois coupes par an.

- Luzerne de type Marais de l’Ouest où les caractères media sont plus marqués. Le port est plus étalé ; elles ont en majorité des racines pivotantes et sont assez sensibles au froid.

Il existe également une classification des variétés de luzernes en fonctions de leur indice de

dormance (ID). La dormance est l’état de la plante pendant lequel les activités physiologiques associées à la croissance sont stoppées, mais de façon réversible. Une meilleure résistance au stress est associée au phénomène de dormance, les plantes étant moins riche en eau avec une activité respiratoire limitée. La dormance est un moyen de survie des plantes lorsque les conditions du milieu extérieur sont très défavorables en raison de la chaleur, du froid ou de la sécheresse (Mauriès, 2003). La dormance est notée de 1 à 12 (1 = dormance élevée ; 12 = dormance faible). En France, on utilise des variétés dont la dormance varie de 3,5 à 8. Plus une variété a une dormance faible (ID élevé), plus elle démarre tôt au printemps, moins elle sera résistante au gel.

3.2 – Principes généraux de la culture de la luzerne

3.2.1 – Installation de la culture

3.2.1.2 – Date de semis et modes d’implantation

A l’inverse des graminées et du maïs ensilage, aux techniques standardisées, diffusées par les organismes de développement et l’agrofourniture, la conduite de la culture des grandes légumineuses est moins bien encadré techniquement. La luzerne préfère les sols sains, bien structurés, ayant un pH proche de la neutralité. Elle s’adapte difficilement dans les sols hydromorphes, notamment s’ils sont riches en argile (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003). L’implantation est délicate car la graine est petite et nécessite un lit de semences affiné, mais n’est pas plus problématique que celle du dactyle ou de la fétuque élevée. Notons également qu’une inoculation est conseillée dans les sols où le pH est inférieur à 6,5, susceptible d’être pauvre en bactéries symbiotiques (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

Concernant la date de semis, on peut implanter la luzerne au printemps ou en fin d’été. Lorsque

l’on sème en fin d’été, la luzerne produit normalement l’année suivante. Avec un semis de printemps, on n’assure qu’une demi production au cours de l’année. Cependant, au printemps, l’implantation est souvent meilleure si la sécheresse n’est pas trop précoce. En fait, c’est la nature du précédent et sa date de récolte qui conditionnent essentiellement l’époque de semis. Pour les semis de fin d’été, il faut semer le plus tôt possible (avant la fin du mois de septembre en région Poitou-Charentes), sitôt enlevée la culture précédente, de façon à bénéficier de la fraîcheur du sol. Pour les semis de printemps (avril), il faut semer une fois que le sol est suffisamment ressuyé et réchauffé afin d’obtenir une levée rapide et régulière. L’implantation doit être assez précoce pour limiter les risques de destruction par la sécheresse (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

Un désherbage précoce serait nécessaire, sinon indispensable. La levée est observée en général

une semaine après le semis. Les adventices poussent vite et vont concurrencer les jeunes plantules de luzerne. Il faut désherber au stade 2 à 3 feuilles trifoliées, soit un mois à un mois et demi après


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le semi (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003). Or, dans la pratique, les jeunes semis sont peu désherbés (seulement 10% selon les observations de Le Gall, 1993). C’est le cas notamment des semis de fin d’été et d’automne car la période optimale de traitement se révèle trop tardive (sols peu portants, froid et humidité en octobre et novembre). Le désherbage d’entretien, sur une culture installée est, en revanche, souvent réalisé et donne de bons résultats (Le Gall, 1993). Notons enfin que les semis sous couvert de céréales sont généralement moins favorables car il est difficile d’optimiser à la fois la luzerne et la céréale (fumure azotée réduite et désherbage délicat ; Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003). On peut également utiliser s’autres culture pour le couvert comme le tournesol (fig. 8)

Fig. 8 : Semis de luzerne sous couvert de tournesol.

3.2.1.2 – Réussir l’implantation

Les performances d’une luzerne se jouent dès l’implantation en fonction de l’itinéraire technique qui lui est appliqué. L’écart entre le labour et le semis a un rôle déterminant dans la qualité de l’implantation. L’objectif est d’obtenir une plante ayant un système racinaire le plus développé possible à l’automne suivant le semis. Pour cela, Arvalis, le Gnis et l’Institut de l’Elevage (2003) conseillent de :

- préparer un lit de semences fin, émietté en surface et tassé en profondeur - semer peu profond, le meilleur compromis se situant à environ 1 cm ; au delà de 2 cm, le taux de levée de la luzerne diminue

- la vitesse d’avancement lors du semis ne doit pas être supérieure à 3-4 km/h - la dose de semis conseillée est de 25 kg/ha pour une implantation en fin d’été et 20 kg/ha pour une implantation au printemps.

3.2.2 – Croissance de la culture

La production saisonnière de la luzerne est influencée par trois facteurs : (i) le rayonnement solaire incident qui détermine directement la quantité de rayonnement visible qui peut être intercepté par le peuplement, (ii) la température qui détermine à la fois la vitesse d’expansion de l’indice foliaire1 (IF), et par là, la quantité de rayonnement réellement intercepté par la culture, et l’efficience de conversion de cette énergie interceptée en biomasse totale, et (iii) la photopériode que détermine le répartition des assimilats entre les parties aériennes et les racines (Lemaire, 2006). La croissance végétative aérienne détermine la surface interceptrice du rayonnement, lequel détermine l’assimilation photosynthétique d’une part et la consommation d’eau d’autre part (Durand, 2007).

1 L’indice foliaire (IF) ou LAI (Leaf Area Index) est la surface foliaire projetée par unité de surface de sol..


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3.2.2.1 – Dynamique de mobilisation et reconstitution des stocks racinaires parallèlement à la production de biomasse aérienne après la coupe

Fig. 9 : Croissance de la luzerne après la fauche, flux d’azote (N) et de carbone (C) dans la plante. On peut distinguer 4 étapes qui caractérisent la repousse de la luzerne après coupe (fig. 9) :

- � Après la fauche de la luzerne, la biomasse racinaire diminue progressivement (Demarly, 1957 ; Durand et al., 1989 ; Khaity et Lemaire, 1992). Il y a alors consommation du carbone stocké dans le pivot racinaire pour assurer la respiration des racines afin de maintenir la biomasse racinaire (Durand et al., 1989). Ainsi, une très faible proportion du carbone stocké est utilisée pour la croissance des nouvelles feuilles (Avice et al., 1996). A l’inverse, on observe une diminution de la concentration azotée du pivot traduisant une mobilisation importante de l’azote stocké servant à la formation des nouvelles feuilles. En effet, après une défoliation totale des plantes par la coupe, les deux voies de l’assimilation de l’azote par la plante (fixation N2 et absorption d’azote minéral) sont inhibées par l’arrêt de flux de carbone en provenance de la photosynthèse (Lemaire et al., 1992 ; Avice et al., 1996). Ainsi, selon Kim et al. (1993), après 14 jours de repousse, 60% environ de l’azote des parties aériennes provient des réserves racinaires.

- � Par la suite, les premières feuilles qui sont émises après la coupe acquièrent rapidement leur autotrophie (autonomie pour le carbone) via la photosynthèse.

- � Ensuite, la photosynthèse des parties aériennes qui se sont développées produit plus d’assimilats qu’elle n’en consomme. Aussi, environ 25% des nouveaux assimilats produits sont alloués aux racines pour (i) prendre le relais des racines pour assurer la respiration, (ii) induire la croissance de nouvelles racines, (iii) fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement racinaire (fixation de N2 notamment) et (iv) restaurer progressivement les réserves (Lemaire, 2006). Ainsi, la biomasse racinaire commence à augmenter, il y a à nouveau stockage du carbone et de l’azote dans le pivot et les racines.

- � Les réserves en carbone et azote du pivot et des racines sont reconstituées pour atteindre le niveau initial au bout de 45 à 50 jours environ. Une nouvelle coupe peut donc être réalisée.

La coupe entraîne une diminution de la MS racinaire liée (i) aux pertes par

respiration (mobilisation de l’essentiel du carbone racinaire) pour maintenir la biomasse racinaire et (ii) à l’utilisation de l’azote du pivot pour assurer la

croissance aérienne

Les jeunes feuilles émises après la coupe acquièrent très rapidement

leur autotrophie via la photosynthèse

La photosynthèse produit plus d’assimilats que n’en consomme la croissance des feuilles et des tiges → 25% des nouveaux

assimilats est alloué aux racines

Les réserves du pivot sont restaurées

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3.2.2.2 – Réponse de la luzerne à la sécheresse

Les plantes fourragères pérennes ont des besoins en eau importants tout au long de l’année. Irriguées à hauteur de leurs besoins, elles ont une productivité aussi élevée que les grandes cultures, sur une durée plus grande. Comme toutes les plantes, les espèces fourragères diminuent leur production en situation de déficit hydrique du fait d’une réduction de la croissance foliaire et de la fermeture des stomates (Durand, 2007).

La luzerne n’apparaît pas comme une espèce particulièrement adaptée à la sécheresse.

Cependant, les racines de la luzerne peuvent atteindre une profondeur supérieure à 1,20 m pour certains types de sol, et la vitesse de pousse des tiges et des feuilles est maximale à 30°C. Ces caractéristiques expliquent que la luzerne pousse en été et qu’elle supporte beaucoup mieux la sécheresse et la chaleur que les autres plantes prairiales fourragères (Mauriès, 1994).

Durand et al. (1989) ont montré, chez la luzerne, que la sécheresse semble affecter principalement les processus qui déterminent la morphogenèse des parties aériennes. Cependant, la réaction de la luzerne face à la sécheresse sera différente suivant le moment où celle-ci intervient. En effet, en conditions sèches, la réduction de la croissance des feuilles en début de repousse, lorsque IF < 3, conduit à une diminution sensible de la quantité de rayonnement intercepté. Cela se traduit par une diminution de croissance, sans que le processus de conversion de l’énergie captée ni ceux de la répartition des assimilats soient nécessairement affectés. En revanche, si une sécheresse se produit plus tardivement en cours de repousse (IF > 3), elle ne va pas modifier sensiblement la quantité de rayonnement intercepté et par conséquence, la demande en eau du couvert végétal restera inchangée (Lemaire, 2006). L’intensité de la sécheresse subie par les plantes sera donc plus importante lors d’une sécheresse tardive (IF > 3) que lors d’une sécheresse précoce, et l’on observe alors dans ces conditions une diminution du coefficient de conversion de l’énergie interceptée en biomasse totale, indiquant que les processus de photosynthèse ont été alors affectés. Face à la sécheresse, la stratégie de la luzerne est donc de développer un comportement d’évitement qui se traduit par une diminution importante de la croissance aérienne, ce qui engendre une mise en réserve importante dans les racines permettant ainsi d’assurer une plus grande pérennité des plantes (Lemaire, 2006).

Concernant la qualité du fourrage, chez la luzerne, il a été démontré que le déficit hydrique réduit fortement la teneur en protéines, du fait de l’impact très fort sur la fixation symbiotique (Lemaire et al., 1989). En effet, le processus de fixation de l’azote atmosphérique que permettent les bactéries symbiotiques hébergées par les légumineuses dans leurs racines ne résiste pas à des sécheresses modérées (Durand et al., 1987). Dès que les plantes montrent des états hydriques limitants pour la croissance aérienne, le flux d’azote fixé par la plante s’effondre. Ainsi, la luzerne montre systématiquement un déficit de nutrition azotée en cas de déficit hydrique (Lemaire et al., 1989).

3.2.3 – Fertilisation

La luzerne fixe l’azote de l’air par ses nodosités et peut donc se passer de fertilisation azotée, limitant ainsi les fortes entrées d’azote. D’autre part, si le sol est riche en azote, la luzerne est capable de l’utiliser préférentiellement au détriment de l’azote atmosphérique. L’azote issu de la minéralisation de la matière organique du sol ou des engrais de ferme est donc bien capté par le système racinaire de la luzerne, et ce sur une grande profondeur (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

La luzerne est très gourmande en potasse (25 kg de K2O par tonne de matière sèche) et moins exigeante en phosphore (12 kg de P2O5 par tonne de MS ; Mauriès, 2003). Les apports, lorsqu’ils se justifient (selon analyse de sol, précédent…), doivent être réalisés avant le démarrage de la croissance, en fin d’hiver ou au début du printemps. Le phosphore doit être amené sous forme soluble dans l’eau (superphosphate). La fertilisation phosphatée et potassique de la luzerne doit aussi se raisonner à l’échelle de la rotation, en tenant compte des apports des engrais de ferme, des


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épandages antérieurs des engrais minéraux et des restitutions du précédent. Dans les fermes d’élevage, la teneur en P et K est souvent élevée, compte tenu des apports répétés d’engrais de ferme. Ces teneurs peuvent conduire à une forte limitation voire une suppression complète des apports de P2O5 et K2O (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

La fertilisation magnésienne de la culture ne se justifie que dans les sols dont la disponibilité du magnésium est faible : MgO échangeable < 50 mg/kg (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

La carence en soufre des cultures prend de plus en plus d’ampleur. Or, cet élément est nécessaire en quantités importantes pour la luzerne et les apports systématiques d’engrais P, K ou Mg contenant du soufre s’imposent dans toutes les situations à risques élevés : sols filtrants (sableux, caillouteux) peu profonds ou sols à faible teneur en matière organique (MO), hivers très pluvieux (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

Ajoutons que les problèmes de fertilisation sont d’autant plus importants que les besoins en

phosphore, calcium, potassium, magnésie et soufre sont élevés et que l’on exporte toute la production sans bénéficier des restitutions organiques habituellement observées au pâturage. Cependant, les apports d’engrais de ferme d’élevage sur les rotations incluant la luzerne suffisent le plus souvent à couvrir les besoins de la plante. Les apports de molybdène doivent également être surveillés en raison des fortes quantités exportées (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

3.2.4 – Désherbage

Le désherbage assure la pérennité de la culture et la bonne qualité du fourrage. Une intervention en décembre ou janvier, au cours du repos végétatif, est efficace et ne coûte pas cher (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

Le désherbage à la levée a pour objectif de permettre à la plantule de s’implanter correctement. Il vise les adventices très concurrentiels comme le colza, les repousses de graminées… La lutte contre les graminées s’avère primordiale. Plusieurs spécialités foliaires systémiques sont disponibles. Elles sont très sélectives de la luzerne et s’appliquent quel que soit son stade de développement. En général, le traitement est réalisé à partir du stade trois feuilles de la graminée. Pour ce qui concerne la lutte contre les dicotylédones, il est primordial de cibler l’adventive la plus concurrentielle pour le luzerne. L’intervention doit se réaliser en fonction du niveau d’infestation et du type d’adventices, du stade de la luzerne et des mauvaises herbes (SNDF, 2006).

Le désherbage d’hiver doit maintenir la parcelle propre afin de garantir la qualité du produit récolté. Il est réalisé de façon précoce (15 novembre au 15 décembre) en règle générale. Au premier hiver, c’est l’état d’installation de la luzerne qui déterminera les produits à utiliser. Sur luzerne bien implantée, le SNDF (2006) conseille l’utilisation du Velpar S puis de R-Bix. Sur luzerne insuffisamment implantée, R-Bix est à utiliser à une dose maximum de 4 L/ha pour éviter les risques de phytotoxicité. Sur les luzernes de plus d’un an, pour la lutte contre les vivaces, il est possible d’utiliser le Velpar S seul aux doses homologuées. L’application se fait alors entre le 15 janvier et le 15 février dans le cadre de cette lutte spécifique (SNDF, 2006). Pour lutter contre les rumex, il est possible d’utiliser Harmony au redémarrage de végétation (Mauriès, 2003).

On peut également intervenir après une coupe mais l’efficacité est moindre et pénalise le rendement. Il faut surtout intervenir rapidement pour éviter de toucher les bourgeons qui repartent à la base des pieds de luzerne (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

3.2.5 – Irrigation

Le maïs est de loin une des plantes qui valorise le mieux les apports d’eau d’irrigation. Par contre, en conditions sèches, la luzerne utilise mieux l’eau du sol que le maïs grâce à son puissant système racinaire. De ce fait, elle produit plus que le maïs en conditions sèches. La luzerne valorise bien l’irrigation en sols à faible réserve utile ou en année très sèche, lorsqu’elle ne peut plus extraire l’eau du sol. L’efficacité d’irrigation est le rapport de la quantité de matière sèche


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supplémentaire produite sur la quantité d’eau d’irrigation apportée. Cette efficacité est de 3 à 5 kg de MS/m3 pour le maïs contre 1,5 à 2,5 pour la luzerne (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

Pour bien conduire une irrigation, il est préférable d’arroser la seconde et la troisième pousse (juste après la première et la deuxième coupe). Dans ce cas, l’irrigation intervient avant la consommation complète de la Réserve Facilement Utilisable1 (RFU) et on améliore ainsi l’efficacité de l’eau apportée. Les doses d’irrigation peuvent être importantes (40 à 60 mm) sauf si les sols sont peu profonds. La dose peut être amenée en deux fois 30 mm, séparées de quelques jours, surtout si les risques de ruissellement sont importants (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

3.2.6 – Rythme d’exploitation de la luzerne

Comme nous avons vu précédemment, chaque repousse de luzerne se réalise à partir des réserves des pivots racinaires. Celles-ci sont reconstituées lorsque la plante atteint le stade bourgeonnement (environ 45 à 50 jours), stade également considéré comme optimal pour la qualité de la récolte et la pérennité de la culture (Thiébeau et al., 2003). Il est également conseillé de laisser fleurir la luzerne (stade début floraison) au moins une fois par an.

3.2.7 – Récolte

L’un des points faibles des légumineuses fourragères reste la récolte et la conservation (Pflimlin et al., 2003). Il existe 6 modes d’exploitation de la luzerne :

• L’affouragement en vert :

Il s’agit de distribuer quotidiennement de la luzerne fraîche aux animaux. La luzerne verte distribuée à l’auge constitue une excellente forme d’utilisation pour sa bonne qualité et ingestibilité, surtout pendant la période estivale (Journet, 1992). Cependant, elle requiert un travail important (fauches quotidiennes).

• Le pâturage

La luzerne pâturée est un moyen d’assurer un stock d’affouragement estival (Thiébeau et al., 2003). Le pâturage des premiers et seconds cycles de luzerne pure est formellement déconseillé, autant pour le risque de météorisation que pour le risque de piétinement qui pourrait compromettre la pérennité de la culture. En fin d’été – début d’automne, pour les troisièmes et quatrièmes cycles, les rendement sont généralement faibles et rendent coûteuse la récolte pour l’affouragement ou le stock (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

• Le foin

La luzerne fanée, pratique de récolte la plus répandue, est cependant la forme de récolte qui détériore le plus la qualité de la légumineuse. La cause en est la chute des feuilles que le nombre de manipulations que cette technique de récolte induit (Thiébeau et al., 2003). De plus, le séchage en foin est plus long que pour les graminées et donc plus tributaire du beau temps. Mais le conditionnement à la fauche, à l’aide de faucheuses conditionneuses, permet d’accélérer sensiblement le temps de séchage (Pflimlin et al., 2003). Cette technique exige donc la plus grande précaution lors des opérations de fanage (Le Gall, 1993).

Les deux premières coupes de printemps sont généralement récoltées en foin. Les foins sont difficiles à réaliser pour la première coupe. La technique de l’enrubannage peut alors permettre une récolte plus facile et de meilleure qualité (Le Gall et al., 1993).

1 La Réserve Facilement Utilisable (RFU) est exprimée en mm. Elle correspond à la quantité d’eau qu’une plante peut extraire du sol sans que sa production ne soit affectée de façon notable. Il est généralement admis que RFU = ⅔ RU.


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• L’enrubannage L’enrubannage consiste à « emmailloter » une balle ronde de fourrage préfané dans un film

plastique étirable. Cette technique de récolte, intermédiaire entre le foin et l’ensilage apparaît intéressante pour les légumineuses (Le Gall, 1993). La teneur en MS du fourrage à la récolte conditionne la qualité de conservation qui est excellente au-delà de 50% de MS, bonne entre 40 et 50%, médiocre au deçà du seuil de 40%, ce qui impose 2 jours de séchage au champ (Le Gall et al., 1993).

De plus, cette technique permet de limiter les pertes à la récolte. D’après une synthèse bibliographique réalisée par Corrot (1993), les pertes totales sont inférieures à celles observées avec l’ensilage en coupe fine (- 3 à 5 points) par réduction des pertes en cours de conservation et à la reprise. Les pertes sont encore plus limitées par rapport au foin (- 15 points) grâce à une meilleure protection des feuilles (Le Gall, 1993) ; ce qui entraîne ainsi l’augmentation de la teneur en MAT (Matières Azotées Totales) de 3 points (soit + 15% par rapport à un ensilage) selon des essais réalisés en Dordogne (Campagnaud et al., 1989). En outre, ce produit est remarquablement ingéré et, contrairement au foin, laisse peu de refus ; des éleveurs enquêtés (Le Gall et al., 1993) utilisent essentiellement ce fourrage en complément de l’ensilage de maïs durant la phase hivernale, à raison de 3 à 5 kg de MS/vache/jour, et il contribue à améliorer la fibrosité de la ration. Des observations complémentaires réalisées au sein d’un groupe d’éleveurs de Dordogne font état d’une bonne valeur alimentaire, supérieure à celle du foin et au moins équivalente à l’ensilage coupe fine. Avec cette technique, les feuilles sont donc préservées, la date de fauche est avancée de fait, en raison de la souplesse du chantier et de sa sécurité par rapport aux aléas climatiques (Le Gall et al., 1993).

Pour un coût équivalent à l’ensilage coupe fine et équivalent ou à peine supérieur au foin, l’enrubannage lève l’un des principaux points de blocage au développement des grandes légumineuses dans les exploitations d’élevage. L’enrubannage doit donc se positionner comme complémentaire des chaînes de récolte existante et particulièrement en forte synergie avec le foin, chaque technique trouvant sa spécificité selon les conditions climatiques (Le Gall et al., 1993).

• L’ensilage

Selon Thiébeau et al. (2003), la luzerne ensilée est la solution la plus intéressante en terme de conservation des qualités fourragères de la luzerne. L’herbe doit être préfanée à 35-36% de MS au minimum, être finement hachée et doit éviter la contamination avec la terre.

Dans les exploitations laitières intensifiées, la luzerne pure ou associée à une graminée est fréquemment récoltée en ensilage coupe fine lors de la première coupe (de 50 à 90% des modes de récolte selon les régions). Cependant, la luzerne est délicate à ensiler, en raison de sa faible teneur en sucres et de son pouvoir tampon élevé lié à sa richesse en azote et minéraux (Le Gall et al., 1993). De plus, l’ensilage de légumineuses ou de fourrages riches en protéines conduit à une forte dégradation des protéines qui sont alors mal valorisées par les ruminants (Huyghe, 2003).

• La luzerne déshydratée

La luzerne déshydratée est essentiellement produite dans les régions de grandes cultures et intervient souvent comme un concentré dans les exploitations d’élevage (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003). Cette technique est très développée dans la région Champagne-Ardenne. La luzerne déshydratée, par rapport aux autres formes de récolte, présente des avantages considérables. Elle permet notamment de réduire les pertes de feuilles au champ et donc de préserver la qualité de la MS exportée (Thiébeau et al., 2003).

3.2.8 – Rendements

La luzerne se caractérise par une répartition du rendement au cours de la saison remarquablement stable d’une année à l’autre : le premier cycle représente près de la moitié du rendement, le deuxième 30%, et le troisième 20% (Mauriès, 1993). L’âge de la luzerne a également


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une influence sur le rendement puisque selon Mauriès (1993), dans la région Rhône-Alpes, la luzerne atteint en général son maximum de rendement à l’âge de 3 ans. Cette augmentation de rendement est due essentiellement à une amélioration de la production des deux premiers cycles. Au-delà de 3 ans, la production à tendance à diminuer.

De plus, la luzerne présente l’avantage d’avoir une production décalée dans le temps par rapport aux graminées puisque sa production se situe plus tard en été (juin – juillet) alors que la majorité des graminées concentrent leur production durant les mois d’avril et mai. Ainsi, la production de luzerne entre juin et août représente 45% de la production annuelle (fig. 10) alors que, pour cette même période, une graminée ne produira que 30% de sa production annuelle (Straëber et Le Gall, 1998).

Fig. 10 : Comparaison de la répartition annuelle de la production des graminées fourragères et de la luzerne (GNIS ; 1998).

La productivité de la luzerne est excellente, même en conditions difficiles : 10 à 12 t MS/ha

selon Mauriès (1993) et entre 12 à 14 t MS selon Straëbler et Le Gall (1998). La comparaison des productions de la luzerne et du maïs montre qu’en cas de faible ou très faible disponibilité en eau, la luzerne peut produire jusqu’à 10% de plus que le maïs (Le Gall, 1991). La luzerne présente donc une plus grande régularité de production que le maïs et les graminées fourragères, et se comporte mieux que ces espèces en conditions sèches. En revanche, en situations humides, le maïs et les graminées expriment un meilleur potentiel (Straëber et Le Gall, 1998). De plus, pendant 15 années, le CTPS (Comité Technique Permanent de la Sélection) a réalisé des comparaisons de production entre la luzerne et trois graminées prairiales (fétuque, dactyle et ray-grass anglais). Les résultats montrent qu’en année sèche, la luzerne procure des productions supérieures aux principales graminées fourragères et même aux graminées les plus résistantes comme le dactyle et la fétuque élevée. Ces différences de production, par rapport à la luzerne, vont de 1,4 t MS/ha/an avec le dactyle ou la fétuque élevée et jusqu’à 3,5 t MS/ha/an avec le ray-grass anglais, espèce plus sensible à la chaleur et à la sécheresse (Straëber et Le Gall, 1998).

3.3 – Effets agronomiques et impacts environnementaux de la culture de la luzerne

3.3.1 – Ses atouts agronomiques

3.3.1.1 – Pas de fertilisation azotée nécessaire, et une importante source d’azote

Compte tenu de leur capacité à fixer l’azote de l’air, les légumineuses peuvent se passer de fertilisation azotée et cette voie biologique a souvent constitué la source d’azote la plus importante dans nos systèmes agricoles jusqu’à l’apparition des engrais de synthèse (Picard, 1982). Aussi, l’économie d’azote minérale permise par les légumineuses est un atout non négligeable compte tenu de l’actuelle hausse du coût de l’énergie et permet également de réduire les émissions de gaz à effets de serre dues à la fabrication d’engrais azotés. Les effets positifs de la luzerne sur la fertilité du sol se manifestent également à travers la fixation symbiotique de l’azote atmosphérique dans la biomasse (Thiébeau et al., 2003).


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De plus, la luzerne apparaît nettement comme la culture permettant la plus forte production de protéines par unité de surface, loin devant les protéagineux et oléoprotéagineux (Huyghe, 2003). Ainsi, Thiébeau et al. (2003) ont réalisé une analyse comparant la production de protéines de différentes cultures entrant dans la fabrication d’aliments composés pour animaux (blé, colza, féverole, lin, luzerne déshydratée, maïs grain, pois protéagineux, soja et tournesol). Cette analyse montre que la luzerne présente une production de protéines significativement supérieure par unité de surface à toutes les autres cultures avec une production de 2,12 t de protéines par hectare, suivi par le pois protéagineux (1,12 t/ha), le soja (1,00 t/ha) et la féverole (0,99 t/ha).

3.3.1.2 – Effet précédent

Lors du retournement de la luzernière, une importante quantité d’azote est libérée mais de façon progressive. La luzerne rétrocède donc progressivement l’azote contenu dans sa biomasse lors de sa destruction (Thiébeau et al., 2003). En effet, chaque année, de nombreuses racines et feuilles de luzerne se décomposent en humus. Le taux d’humus est ainsi bien conservé après une culture de luzerne. Celui-ci favorise la stabilité structurale (et donc la portance du sol) et la vie biologique du sol (Arvalis, GNIS, Institut de l’Elevage ; 2003). Selon les travaux de l’INRA de Châlons-sur-Marne, l’azote décomposé se libère progressivement : 10 à 15% la première année, 6% la seconde et 3% la troisième. Cette quantité d’azote est variable mais peut être estimé à 30-50 unités d’azote par hectare pour la première année. Il se rajoute à l’azote normalement libéré par la minéralisation de la matière organique du sol (Arvalis, GNIS, Institut de l’Elevage ; 2003).

3.3.1.3 – Amélioration de la structure du sol

Dans toutes les régions à sols argileux ou argilo-limoneux, on souligne l’intérêt agronomique de la luzerne. Celle-ci a un effet positif sur la structure du sol grâce à son système racinaire en pivot, capable de descendre profondément. Toutefois, elle n’est pas aussi performante que les graminées pour la conservation de l’état structural de surface car celles-ci disposent d’un système racinaire plus développé en surface, couvrant mieux le sol (Le Gall, 1993). L’amélioration physique du sol qui en résulte (structure, drainage) confère donc à la luzerne une place en tête de rotation (Thiébeau et al., 2003).

3.3.1.4 – Rupture des cycles des maladies et parasites des céréales

Le cortège parasitaire qui accompagne la luzerne est différent de celui des céréales puisque ces espèces appartiennent à des familles différentes. Introduites dans les rotations, ces cultures peuvent rompre l’évolution parasitaire exponentielle qui accompagne les rotations céréalières et freiner ainsi l’emploi des produits phytopharmaceutiques (Picard, 1982). C’est particulièrement vrai pour la luzerne qui ne nécessite que une à deux interventions phytosanitaires par an (Thiébeau et al., 2003).

On voit donc que la luzerne permet de limiter l’emploi de produits phytopharmaceutiques sur les cultures suivantes, ce qui nous amène à développer plus en détail les autres intérêts écologiques qu’elle présente.

3.3.2 – Son rôle écologique

3.3.2.1 – Sur la qualité des sols, de l’air et de l’eau

Dans les conditions de sols de Champagne crayeuse, Beaudouin et al. (1992) ont montré que sous la luzerne, les fuites de nitrates semblent limitées par réduction de la quantité d’azote disponible dans le sol et diminution des flux d’eau (Beaudoin et al., 1992). Ainsi, la luzerne se


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révèle capable d’immobiliser de fortes quantités d’azote par l’intermédiaire de son système racinaire développé. Elle a ainsi la capacité de capter des apports importants d’azote organique et de l’utiliser préférentiellement au détriment de l’azote atmosphérique (Le Gall, 1993). La raison scientifique de ce comportement n’est pas élucidée complètement mais il semble principalement lié au coût énergétique qu’induit le fonctionnement de la symbiose pour la plante (Thiébeau et al., 2003). De plus, si l’on se réfère à d’autres cultures fourragères, les fuites de nitrates sous luzerne semblent équivalentes à celles observées sous graminées fauchées et inférieures à celles observées sous prairies pâturées ou maïs ensilage, même conduits avec une fertilisation raisonnée (Le Gall, 1993).

Cependant, lors du retournement de la luzernière, une importante quantité d’azote se trouve disponible. Mais grâce à la libération progressive de cet azote, les risques de pertes sont faibles, surtout si la culture suivante est implantée rapidement après le retournement de la luzerne (Denys et al., 1990). Les risques sont quasiment nuls au printemps, mais peuvent être accentués à l’automne avec des fortes pluies et une implantation assez lente du blé (Arvalis, GNIS, Institut de l’Elevage ; 2003). Ainsi, pour limiter les quantités d’azote à gérer après un retournement du luzerne, Justes et al. (2001) conseillent d’empêcher la luzerne de repousser après la dernière coupe qui précède sa destruction. L’effet net provenant des résidus de luzerne se produit rapidement après enfouissement indiquant la nécessité, d’une part, de mesurer le reliquat sortie hiver (RSH) pour le maximum de parcelles et, d’autre part, de tenir compte d’un effet net de 25 à 40 kg N/ha (selon le niveau des repousses après retournement) pour l’ajustement de la fertilisation azotée de la culture suivante. Compte tenu de l’arrière effet se produisant jusqu’au deuxième printemps, il est également recommander de mesurer le RSH pour les parcelles ayant eu un anté-précédent luzerne afin d’ajuster aussi précisément que possible la fertilisation azotée de la culture suivante. Enfin, afin de mieux respecter l’environnement, il est fortement souhaitable qu’une culture intermédiaire piège à nitrates (CIPAN) soit implantée durant la période d’interculture qui suit le blé de luzerne.

Concernant la préservation de la qualité de l’air, Pflimlin et al. (2003) remarquent qu’il faut plus

de 2 litres de fuel pour produire, transporter et épandre une unité d’azote de synthèse, alors que les légumineuses utilisent tout simplement l’énergie solaire pour faire fonctionner leur fixation symbiotique locale, discrète et non polluante.

La luzerne joue également une fonction régulatrice de la dispersion des eaux très efficace. Par rapport aux cultures qui demandent des labours fréquents, la luzerne donne lieu à des pertes de sol plus limitées : trois fois moindres d’après Boschi et al. (1984). En outre, la présence de la luzerne dans les assolements réduit la durée pendant laquelle le sol reste nu (Thiébeau et al., 2003), limitant ainsi les risques d’érosion des sols.

3.3.2.2 – Effets sur la biodiversité

Selon Thiébeau et al. (2003), la luzerne assure également la durabilité des systèmes fourragers qui la comprennent. Sa culture nécessite très peu d’intrants chimiques. De ce fait, elle contribue à la diversité : de la flore, notamment en région de grandes culture ; mais aussi de la faune : par son couvert, elle est un lieu de refuge, de source alimentaire et/ou de reproduction de plusieurs espèces animales (insectes, mulots, alouettes, perdrix, lièvres, chevreuils…). Cet enjeu écologique est très présent sur notre territoire d’étude puisque la luzerne est la seule culture où nidifie l’outarde canepetière.

3.3.2.3 – Les CAD et MAET sur la zone atelier

En 2003 ont été initiés les CAD (Contrats d’Agriculture Durable) intitulés « préservation de l’avifaune menacée et de la faune associée – plaine de Niort Sud-Est ». Ces CAD sont signés par les agriculteurs qui s’engagent, à l’échelle de la parcelle, sur une ou plusieurs actions pour une durée de 5 ans. L’objectif de ces CAD est de restaurer, maintenir et gérer les milieux favorables à


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l’avifaune menacée et en particuliers l’outarde canepetière. Entre 2004 et 2006, 38 CAD ont été signés sur ce territoire, pour une surface d’environ 880 ha. Par les différentes actions proposées, certaines imposent une gestion particulière de la luzerne, modifiant ainsi l’itinéraire technique (ITK) de la parcelle. Les principales mesures influençant les ITK des agriculteurs sont : l’interdiction de faucher la luzerne à partir du 15 mai, jusqu’au 31 juillet ou 31 août selon l’action ; l’interdiction d’application de traitements chimiques et d’irrigation.

Les premiers CAD arrivant maintenant à échéance, des MAET (Meures Agri-Environnementales Territorialisées) ont été créées et sont actuellement en cours de validation. Ces mesures gardent les mêmes objectifs que les CAD même si les cahiers des charges des différentes actions ont été adaptés aux normes d’élaboration de cahiers des charges propres aux MAET.

3.3.3 – Rôle socio-économique de la culture de la luzerne

Il est dû essentiellement à sa grande productivité et, surtout, au fait que son produit est destiné à des utilisations très différentes. L’utilisation alimentaire, et plus précisément l’utilisation fourragère, même s’il y a des usages pour la nourriture de l’homme, est de loin la plus importante, soit comme fourrage vert (affouragement à l’auge, pâture), soit comme fourrage conservé (foin, ensilage), soit comme concentré (luzerne déshydratées ; Thiébeau et al., 2003). La luzerne est, de plus, économe en frais de culture grâce à sa pérennité et à l’économie d’azote minéral réalisée. Cependant, elle nécessite 3 ou 4 chantiers de récolte par an et l’utilisation de conservateur dans certaines situations, ce qui finalement la place à un prix de revient équivalent ou supérieur à celui du maïs ensilage.

3.4 – Limites de la luzerne

3.4.1 – Exigences agronomiques et carences nutritionnelles

La luzerne apprécie les sols à pH neutre ou basique. Un pH d’au moins 6 est indispensable pour la réussite d’une luzernière. La culture de la luzerne peut être envisagée sur des sols légèrement acides sous réserve d’un apport en inoculum de bactérie Rhizobium meliloti au moment du semis et de réaliser des apports calciques compensant au moins les pertes de CaO liées au lessivage ainsi qu’au exportations par la culture. La luzerne est, en effet, en plus des éléments phosphore, potassium et magnésium, très consommatrice en calcium (30 kg de CaO par tonne de MS ; Thiébeau et al., 2003).

A présent, nous allons décrire les principaux troubles nutritionnels observés sur luzerne et décrits, pour la plupart, par Coppenet et al. (1989) :

• Déficience en potassium

Les légumineuses fourragères sont fortement exportatrices en potassium (20 à 25 kg K2O/t de MS) ; aussi, on assiste parfois à une diminution rapide du stock de potassium dans le sol et même dans le sous-sol s’il n’est pas naturellement bien pourvu. Cet épuisement peut se traduire par des baisses sensibles de productivité de la luzerne, dès la deuxième année d’exploitation, sans manifestation de symptômes caractérisés sur les feuilles. A l’extrême, et par suite de bilans potassiques déficitaires, la luzerne peut accuser la carence avec présence des symptômes caractéristiques : petits points blancs ou jaunes situés en bordure et près de l’extrémité des folioles qui se réunissent pour donner une surface jaune, puis sèche.

• Déficience magnésienne – Interaction K-Mg

La déficience magnésienne est l’une des mieux caractérisées ; elle se traduit par une diminution ou une perte de la couleur verte du feuillage, avec un jaunissement internervaire plus ou moins


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accentué. La cause peut être soit une déficience vraie du sol, soit une déficience induite par une fertilisation potassique trop importante en sol relativement pauvre en magnésium (le rapport K / Mg échangeables doit être compris entre 2 et 5).

• Déficit en bore

Les symptômes de la carence en bore se traduisent par un jaunissement ou brunissement des feuilles terminales, la tige est raccourcie et le port de la plante est buissonnant. Dans les situations à risques, lorsque la teneur du sol est inférieure à 0,5 mg/kg, ou en cas de symptômes, on recommande d’apporter à la sortie de l’hiver 500 g/ha de bore, soit environ 20 kg/ha de borate de sodium (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

• Carence en soufre

Pour l’ensemble des légumineuses, les exigences en soufre sont relativement élevées. Le rapport optimal des teneurs N/S se situe aux alentours de 8 ; la teneur en soufre (S) d’une plante correctement alimentée est de l’ordre de 4 à 5%. La carence en soufre se manifeste par le jaunissement des jeunes feuilles (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

• Carence en molybdène – Interaction soufre-molybdène

Les légumineuses ont des exigences particulières en molybdène, cet élément intervenant dans la fixation de l’azote. La carence aigüe en molybdène chez la luzerne se traduit par un jaunissement suivi d’un dessèchement généralisé du feuillage dans les cas les plus graves ; ces symptômes sont ceux d’une malnutrition azotée, les plantes carencées en molybdène manifestant une chute sévère de leur teneur en azote. Les similitudes structurales de SO42- et MoO42- déterminent l’existence de phénomènes de compétition au niveau de l’absorption par les végétaux : il est donc impératif de traiter simultanément les carences en soufre et en molybdène dans les sols où elles coexistent.

3.4.2 – Parasitisme et maladies de la luzerne

De nombreux ennemis (insectes, vers microscopiques, plantes…) ou maladies peuvent affecter la luzerne. Le développement de certains de ces parasites et maladies est favorisé par la combinaison d’un environnement favorable, d’une luzerne sensibilisée par les coupes fréquentes ou par une alimentation minérale et hydrique déséquilibrée (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003). Compte tenu de la très grande diversité des ennemis et maladies de la luzerne, nous développerons dans cette partie uniquement ceux que l’on rencontre fréquemment en France. De plus, la recherche aidant, de nombreuses variétés sont maintenant résistantes à ces maladies et ennemis. Les moyens de lutte ne seront généralement pas développés, mais la liste des produits phytopharmaceutiques homologués sur luzerne est présentée en annexe 1.

3.4.2.1 – Maladies de la luzerne

• Anthracnose de la luzerne (Gondran, 1989)

En France, le parasite est décelable partout où la luzerne est cultivée. Les symptômes apparaissent en été et en automne. Les parcelles de luzerne malades présentent des tiges flétries, dispersées ou réunies dans le champ. A la base des tiges se forment des lésions beiges d’un demi à plusieurs centimètres de longueur qui deviennent losangiques ou fusiformes, bordées de brun. Leur centre pâle, puis gris clair, se ponctue de brun foncé. La lésion peut s’élargir jusqu’à faire le tour de la tige qui se dessèche alors brutalement en se courbant en crosse au sommet. Les feuilles se flétrissent, deviennent jaunes et beiges à reflets rosés lorsqu’elles sont complètement desséchées. Les tiges restent vertes plus longtemps que les feuilles. Des procédés de lutte culturaux sont praticables. Ainsi, en cas d’attaque grave, une coupe précoce limite la formation de


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l’inoculum en diminuant l’humidité retenue par les organes aériens denses, et, par suite, réduit les dégâts de la maladie sur la coupe suivante.

• Pseudopeziza (Raynal, 1989)

La maladie des taches communes de la luzerne, appelée plus communément Pseudopeziza, est extrêmement répandue dans le monde. Elle peut être dommageable en raison des défoliations parfois importantes qu’elle provoque. En France et dans les pays méditerranéens, on considère que c’est la maladie foliaire la plus importante, car elle est très commune. Elle n’entraîne cependant des pertes par défoliation qu’en cas de sévère attaque automnale. De petites taches circulaires (0,5 à 2 mm de diamètre), brunes ou noires, sans halo chlorotique, apparaissent sur les deux faces des folioles, parfois en grand nombre. Au centre des taches se différencie un petit disque beige ou rosé, difficilement visible à l’œil nu, qui fait irruption en déchirant l’épiderme. Une fauche précoce permet de limiter les dégâts au printemps et à l’automne, par réduction de l’inoculum.

• Verticilliose de la luzerne (Gondran , 1989)

La verticilliose est une maladie vasculaire provoquée par un champignon du sol, Verticillium albo-atrum. Elle n’est grave que dans les régions à climats doux et humide. Les symptômes de la verticilliose sont encore visibles sur les variétés sensibles. Les champs malades montrent des individus jaunissant parfois en nombre important. Les plantes sont naines, flétrissent, meurent et sont remplacées par des mauvaises herbes. Sur les plantes de taille normale, une à deux feuilles montrent des nervures centrales jaunes. Progressivement, la croissance des tiges se ralentit, les entrenoeuds deviennent courts et il apparaît une zone desséchée en forme de coin aux extrémités des folioles. Les feuilles palissent et passent au jaune ocré ou rosé lorsque la maladie est grave.

3.4.2.2 – Ravageurs et parasites animaux de la luzerne

• Les phytonomes (Bournoville, 1989)

Diverses espèces de ces charançons s’attaquent aux légumineuses. L’espèce majeure connue sur luzerne est Hypera variabilis (fig. 11 a.) Il s’agit de charançons de taille moyenne (3 à 6 mm) de couleur fauve, avec une bande médiane plus foncée. Les larves ressemblent à des chenilles (fig. 11 b.). Dès leur naissance, les jeunes larves gagnent les bourgeons puis, ultérieurement, consomment les limbes foliaires. Les hivers doux permettent la survie des pontes automnales et des jeunes larves, ce qui explique les dégâts précoces sur les jeunes pousses au printemps.

• Les sitones (Bournoville, 1989)

L’adulte de sitone est un charançon de 4 à 5 mm de long (fig. 11 c.), au rostre court. Les élytres, de couleur terne, sont généralement divisés longitudinalement en bandes sombres et claires. Les liens étroits qui unissent ces espèces à leur plante hôte semblent être le fait de l’alimentation obligatoire des jeunes stades larvaires dans les nodosités bactériennes fixatrices d’azote. La durée de vie larvaire est de 4 mois. La lutte dirigée contre les adultes est certes envisageable, mais leur présence, très étalée dans le temps, ne permet guère de rendre les traitements très efficaces. Les pontes échelonnées et les difficultés d’incorporation d’insecticides dans le sol rendent également inutiles les traitements orientés sur les larves.


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a. b. c.

Fig. 11 : Divers ravageurs de la luzerne – a. : adulte de phytonome de la luzerne (INRA-Carré) ; b. : larve du phytonome de la luzerne dévirant des folioles (INRA-Carré) ; c. : adulte

de sitone (INRA-Carré).

• Les nématodes (www.gnis-pedagogie.org) Les nématodes sont des petits vers cylindriques (inférieurs au mm) qui se développent sur

différents organes de la plante. Il en existe plusieurs espèces inféodées aux parties aériennes ou au système racinaire. Insidieux, dangereux, ils sont difficiles à éradiquer, survivent et prospèrent entre deux récoltes compromises. Il existe deux types de nématodes : les nématodes des tiges et des racines. Le plus fréquent, le nématode des tiges agit dès la levée. Les jeunes plantes attaquées peuvent mourir et au printemps suivant, les pieds ayant survécu restent nains, boursouflés avec des gonflements au collet. Les feuilles gonflent et se déforment. Les nématodes des racines sont les plus nuisibles. Leurs symptômes se manifestent sous forme de galles ou de nodosités sur les racines, de nécroses ou par la prolifération des racines secondaires. La lutte est difficile car beaucoup sont polyphages.

Il est possible de limiter leur présence par des mesures prophylactiques, des procédés culturaux et la sélection variétale. L'implantation exige des semences certifiées indemnes. L'utilisation de variétés résistantes constitue un progrès important pour limiter les attaques. Il faut attendre en moyenne huit ans avant de revenir à la culture d'une légumineuse sensible aux nématodes.

3.4.2.3 – Plantes parasites de la luzerne : les cuscutes de la luzerne

Selon Fer et Hacquet (1989), parmi la centaine d’espèces que comporte le genre Cuscuta (Convolvulacées), certaines sont des ennemis redoutables de la luzerne et éventuellement d’autres plantes cultivées. Ce sont en effet des plantes parasites non ou peu chlorophylliennes dont les filaments porteurs de suçoirs puisent les éléments nutritifs circulant dans les vaisseaux du phloème de la luzerne qui, de ce fait, est affaiblie. Les filaments des cuscutes envahissent rapidement les cultures et causent de gros dégâts (fig. 12). Ces plantes sont de plus extrêmement prolifiques, grâce à une abondante production de graines (qui ont une longévité importante), que l’on ne peut séparer de celles de la luzerne que par des méthodes particulières de triage.

Face à de tels parasites prolifiques, complexes et assez

imprévisibles, contre lesquels il semble qu’aucune des variétés ne soit résistante, il convient d’associer des stratégies et des méthodes de lutte multiples, préventives et curatives, reposant sur l’emploi de techniques culturales appropriées et sur l’utilisation d’herbicides efficaces. Selon Mauriès et Paillat (1997), l’achat de semences certifiées, la destruction par brûlage et les herbicides sont aujourd’hui des moyens de lutte efficaces contre la cuscute.

Fig. 12 : Cuscute dans une culture de luzerne.


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3.4.3 – Problèmes d’exploitation de la luzerne

Le danger de la météorisation, dû au contenu en saponines de la luzerne, peut être contrôlé par une gestion correcte des troupeaux (Talamucci, 1994). Ainsi, une série d’enquêtes réalisées en Charente où le pâturage de luzerne est très présent (Mauriès et Paillat, 1997) révèle que 96% des agriculteurs qui font pâturer la luzerne n’ont pas rencontré de problème de météorisation mortelle. D’autres observations effectuées pendant 6 ans dans des zones de moyenne montagne rapportent que la luzerne pâturée n’a provoqué aucun problème de météorisation sur cette période (Mauriès et al., 1993). Il est cependant déconseillé de faire pâturer les premières et deuxièmes pousses.

Concernant la récolte, que la luzerne soit pâturée ou fauchée, il faut s’assurer que le sol soit suffisamment ressuyé avant d’intervenir dans la parcelle. En effet, malgré son enracinement pivotant, a priori robuste, les pivots sont mis à rude épreuve lorsque les conditions d’exploitation ne sont pas favorables. Le piétinement des animaux et le passage des roues peuvent provoquer leur déformation et induire des nécroses qui peuvent affecter de façon irrémédiable leur pérennité (Thiébeau, 2001). Le pâturage peut être une solution pour les génisses, les vaches allaitantes ou les vaches laitières, à condition de prendre des précautions (ne faire pâturer que des repousses d’au moins 5 semaines, ne pas sortir au pâturage des animaux affamés et surveiller le troupeau), en particulier pour les luzernes pures (Arvalis, Gnis, Institut de l’Elevage ; 2003).

3.4.4 – Contraintes pour l’alimentation animale : des protéines mal valorisées par les ruminants

Les légumineuses fourragères, bien que riches en protéines, sont mal valorisées par les ruminants. Leurs protéines sont rapidement dégradées dans le rumen, ce qui peut entraîner de fortes pertes d’azote dans l’environnement, contribuant à des pollutions. Ainsi, Julier et al. (2003) ont démontré in vitro que l’ajout, en différentes proportions, de fourrage de lotier à de la luzerne a permis de diminuer la solubilité des protéines ; ce qui pourrait permettre d’améliorer la dégradation des protéines en acides aminés et l’absorption dans l’intestin grêle. Cela nous amène à aborder le rôle que joue la luzerne dans l’alimentation animale.

4 – PLACE DE LA LUZERNE DANS L’ALIMENTATION ANIMALE

Les légumineuses sont réputées pour leur valeur azotée, à la fois comme source de protéines

alimentaires disponibles au niveau intestinal pour satisfaire les besoins en acides aminés des herbivores et comme source d’azote fermentescible au niveau du rumen pour satisfaire les besoins azotés de la population microbienne et pallier ainsi les diminutions d’ingestion, de digestibilité et de quantité de protéines microbiennes synthétisées (Journet, 1993).

De manière générale, les légumineuses riches en protéines permettent de réduire les apports de correcteurs d’azote dans l’alimentation et d’assurer la fibrosité des rations composées essentiellement d’ensilage de maïs et complémentées avec des quantités importantes de concentrés (Le Gall, 1993). Cependant, les avis divergent quant à l’importance que doit prendre la luzerne dans les rations. Ainsi, selon Fau (1993), pour les vaches laitières, la teneur insuffisante en énergie de la luzerne (entraînant des baisses des taux protéiques du lait) limite son utilisation. Pour les productions de viande bovine et ovine, la luzerne peut être un élément d’amélioration du système fourrager, en particulier dans les systèmes plus extensifs et notamment en zone sèche (Fau, 1993). Alors que pour Le Gall (1993), les ensilages de légumineuses pures ou associées à une graminée, même s’il permettent des performances un peu plus faibles que celles permises par l’ensilage de maïs chez les ruminants à forts besoins, conviennent tout à fait pour les vaches laitières à performances modérées, les vaches allaitantes, les ovins et les caprins. Dans ce cas, les rations à base de légumineuses permettent de se passer ou de limiter fortement la complémentation azotée et de réduire la part d’ensilage de maïs. Il ajoute que les foins (ou foins humides enrubannés) de


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légumineuses conviennent pour toutes les catégories de ruminant à conditions qu’ils soient de bonne qualité et que l’essentiel des feuilles soit préservé.

Chez les ruminants à besoins modérés, le foin peut présenter la majeure partie de la ration et éviter tout apport de correcteur azoté. Concernant la luzerne ensilée, associée à l’ensilage de maïs, elle convient bien aux vaches laitières en milieu et en fin de lactation. Lorsque l’ensilage de luzerne est distribué avec des quantités importantes de concentrés comme aux Etats-Unis, ce régime est tout à fait adapté aux vaches hautes productrices. Le foin de luzerne a souvent une fonction de lest ou d’apport de cellulose dans les rations destinées aux vaches laitières mais il est adapté aux besoins des vaches ou brebis allaitantes après la mise bas. Il permet aussi de couvrir les besoins des brebis lors de la lutte (Straëber et Le Gall, 1998). Ainsi, en comparant une ration à base de maïs ensilage et une ration mixte ensilage de maïs et ensilage de luzerne, Le Gall (1989) montre que le niveau d’ingestion dépend en partie de la teneur en MS de l’ensilage de luzerne. En tant que source d’azote fermentescible, la luzerne permettrait donc de couvrir le déficit de plantes fourragères à forte valeur énergétique mais pauvres en matières azotées telle que l’ensilage de maïs (Journet, 2003).

L’intérêt de la luzerne comme source d’éléments fibreux permet également de maintenir une activité microbienne normale dans le rumen, permettant ainsi d’éviter des risques d’acidose dans les rations de vaches laitières fortes productrices comportant une proportion élevée de céréales ou d’ensilage de maïs très finement haché (Journet, 1993).

La luzerne déshydratée, le foin ou la luzerne enrubannée peuvent également modifier la

composition du lait dans un sens favorable (réduction du taux butyreux et élévation du taux protéique). Cela peut être obtenu lorsqu’ils se substituent à d’autres aliments favorables au taux butyreux, tel l’ensilage de maïs, et s’ils sont associés à des compléments (céréales) favorables aux taux protéiques (Journet, 1993). Ainsi, Peyraud et Delaby (1994) ont montré que l’utilisation de quantités modérées de luzerne déshydratée de très bonne qualité permet de moduler la composition du lait dans le sens souhaité pour produire plus de protéines sans augmenter la quantité de matière grasse. Thénard et al. (2002) ont également montré que l’apport de 3 kg/j de luzerne déshydratée permet de diminuer de 350g/j l’apport de tourteaux de soja. De plus, l’apport de luzerne a stimulé l’ingestion et augmenté le taux protéique du lait sans modifier les autres paramètres zootechniques.

Enfin, notons qu’il existe une variabilité génétique pour la valeur alimentaire chez la luzerne.

Cette variabilité s’exprime non seulement par des digestibilités in vitro supérieures et par une meilleur digestibilité in vivo, donc une meilleure valeur énergétique, mais également par une plus grande efficacité pour la production de lait (Emile et al., 1993).

5 – INSERTION DE LA LUZERNE DANS LES EXPLOITATIONS CEREALIERES : MODELE DE LA REGION CHAMPAGNE-ARDENNE

Nous allons à présent aborder le cas de la production de luzerne déshydratée dans la région Champagne-Ardenne. Cet exemple est intéressant dans le cadre de cette étude puisqu’il permet de montrer que, dans une zone céréalière, il est tout a fait possible d’intégrer de la luzerne au sein des rotations céréalières permettant de tirer pleinement partie des nombreux bénéfices, notamment agronomiques, de la luzerne.

5.1 – Le point sur la situation du secteur de la luzerne déshydratée en France

En France, la production et la consommation des produits déshydratés ont fortement évolués au cours des vingt dernières années. Les deux courbes (fig. 13) montrent une forte croissance, au début des années 1990 pour la production, et de façon plus limitée de la consommation. Après un


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maximum en 1993, la production hexagonale tend à diminuer progressivement. A l’exception de l’année 1997, la consommation de luzerne déshydratée en France est restée stable au cours des dix dernières années (Huyghe, 2005). Ainsi, la production de luzerne déshydratée s’est rapidement accrue en France, passant de 800 000 tonnes en 1986 à 1 230 000 tonnes en 1990. L’essentiel de cet accroissement a été absorbé par l’élevage laitier en France. Les années de sécheresse qui ont fait chuter les rendements du maïs ne sont pas étrangères à cette demande (Rivière et Cabon, 1993).

Fig. 13 : Evolution de la production et de la consommation de fourrages déshydratés en France depuis 1970 (Source : Agreste, CIDE ; In : Huyghe, 2005).

Les importations hors Communauté Européenne de fourrages déshydratés sont faibles. Selon le

Centre Français du Commerce Extérieur (CFCE) et les douanes, elles sont passées de 66 000 t en 1998/90 à 27 003 t en 1994/95, provenant principalement du Canada. La France était le second exportateur mondial de luzerne déshydratée en volume avec 303 025 t en 1996. Le premier exportateur mondial était cette même année le Canada avec 402 464 t. Le premier importateur de luzerne déshydratée produite en France était le Benelux avec 43% des volumes entre 1986 et 1996. Le prix de vente est extrêmement variable et dépend de la disponibilité et du coût des matières premières concurrentes, à savoir les céréales et les oléoprotéagineux. L’augmentation importante des volumes de déshydratés en Europe entre 1986 et 2002 est surtout due à l’Espagne et, dans une moindre mesure, à la France. Elle s’explique par le niveau d’aide dont bénéficie l’activité de déshydratation et par l’imprécision sur la composition du fourrage qui entre dans les usines de déshydratation, en particulier sur la teneur en matière sèche de ce fourrage. La production de fourrages déshydratés a bénéficié d’une aide spécifique dans le cadre d’une organisation communautaire de marché (OCM) spécifique des fourrages séchés, négociée en 1993 sans mention de date de renégociation et appliquée depuis le 1er janvier 1995. Cette mesure est justifiée par le fait que cette production contribue à réduire l’important déficit de la communauté européenne en protéines pour l’alimentation animale. Ce soutien est versé sous forme de prime à la tonne de fourrages séché, prime d’un montant de 68,83 €/t, sans condition de teneur en eau à l’entrée des séchoirs, la seule condition étant une teneur en protéines de 15% au moins du produit séché. Cette OCM fera l’objet d’une modification dans le cadre de la réforme de la PAC (Huyghe, 2005).

Une fois déshydratée, la luzerne peut suivre deux filières de consommation différentes : elle

peut soit être conditionnée en granulés, pour les aliments composés des lapins, volailles, porcs et ruminants ; soit être conditionnée en balles, pour être distribuée aux ruminants et, en petites partie aux équins (SNDF, 1991). En tant qu’aliment concentré complémentaire, la luzerne déshydratée présente une très bonne valeur azotée et une valeur énergétique satisfaisante. Elle est riche en calcium, phosphore et magnésium (Thiébeau et al., 2003).


26

5.2 – Les structures de production L’essentiel de la luzerne déshydratée est produit dans la région Champagne-Ardenne. Dans

cette région, les coopératives de déshydratation sont regroupées au sein de deux unions qui vendent leurs produits sur le marché des matières premières. Un certain nombre de structures utilisent directement leur production pour fabriquer des aliments destinés au bétail. Quelques coopératives déshydratent à façon pour les agriculteurs. Au début de l’année 2000, France Luzerne et Luzerne de Champagne se sont rapprochées pour créer une SA (Société Anonyme) de commercialisation appelée Alfalis. Ce rapprochement fait suite à une nécessité pour ces producteur de matières premières d’apparaître comme des interlocuteurs puissants face aux fabricants d’aliments du bétail (Huyghe, 2005).

Cependant, une critique souvent faite à l’encontre de la filière « déshydratation » concerne son

écobilan. Une étude a été conduite pour comparer celui d’une luzerne déshydratée et celui d’une culture concurrente susceptible de lui être substituée dans une rotation. La première composante négative de ce bilan concerne bien évidemment le coût énergétique de l’évaporation de l’eau contenue dans le fourrage frais. La réduction de la teneur en eau en entrée des fours de séchage permet d’améliorer ce point. Ainsi, selon une étude de G. Gosse (données non publiées), le passage de la teneur en matière sèche en entrée de four de 20 à 30% permet de réduire de moitié les coûts énergétiques et environnementaux liés au séchage. Un autre point négatif et souvent souligné concerne le transport du produit séché (la Champagne-Ardenne n’étant pas une région d’élevage). Or le même problème se pose pour les cultures concurrentes (Huyghe, 2005).

Dans ce sens, l’un des objectifs de PRAITERRE est de développer la commercialisation de

luzerne au niveau local en soutenant les céréaliers à produire de la luzerne qui sera ensuite vendue aux éleveurs (en circuit court). Ces échanges permettront de maintenir les activités d’élevage en intégrant de la luzerne dans les rotations céréalières. Il s’agirait donc de rechercher une autonomie à l’échelle territoriale grâce aux complémentarités entre systèmes de culture d’exploitations différentes (Lemaire et al., 2003).

6 – MODELE DE CROISSANCE DE LA LUZERNE

6.1 – Principe de fonctionnement du modèle Un modèle de prévision a été mis au point pour la culture de luzerne par Gosse et al. (1982 et

1984) et amélioré ensuite par Didier Coulmier au cours de sa thèse entre 1987 et 1990 (Coulmier, 1990). Ce modèle est fondé sur la relation existant entre la matière sèche produite et la somme de rayonnement intercepté par la culture au cours de son cycle de végétation. Deux relations simples permettent d’expliciter la rayonnement intercepté en fonction de deux variables climatiques classiques que sont le rayonnement global incident (Rg) et la somme de températures moyennes journalières (ΣT). Ces deux variables sont les données d’entrée du modèle de croissance de la luzerne (fig. 14). Nous ne rentrerons pas dans le détail des équations du modèle qui sont présentées en annexe 2.


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Fig. 14 : Schéma global de fonctionnement du modèle de croissance de la luzerne. Le modèle de croissance de la luzerne a été élaboré à partir de données d’expérimentations

menées dans la région Champagne-Ardenne, il supposait donc une bonne alimentation hydrique de la culture. Afin de pouvoir utiliser ce modèle dans les conditions climatiques de la région Poitou-Charentes, E. Sauboua a réalisé et ajouté au modèle un module hydrique (fig. 14) qui permet, à partir des relevés de précipitations et d’évapotranspiration potentielle (ETP), et de la détermination de la réserve utile du sol (RU), de prendre en compte le stress hydrique subi par la luzerne. Ce modèle a ensuite été calé et amélioré à partir de données d’essais antérieurs réalisés à Grignon et Lusignan

6.2 – Hypothèses et limites du modèle (com. pers. E. Sauboua) Ce modèle rudimentaire est conçu pour estimer la production de matière sèche (1) d’une culture

de luzerne installée et (2) dans des conditions optimales exceptées du point de vue hydrique puisque seul l’effet du stress hydrique a été estimé. De plus, le modèle a été validé sur des données expérimentales provenant de Lusignan et Grignon, correspondant à des sols profonds (100 à 150 mm de RU) et des années météorologiques standard. Enfin, une des limites du modèle est d’estimer la date de début de cumul des températures pour la première pousse à la sortie de l’hiver.


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7 – HYPOTHESES SUR LES FACTEURS DE CROISSANCE DE LA LUZERNE

L’étude bibliographique réalisée précédemment nous permet de déterminer quels sont les facteurs qui influencent la croissance d’un peuplement de luzerne. La figure 15 résume les principaux facteurs de rendement de la luzerne.

Fig. 15 : Principaux facteurs influençant la croissance d’un peuplement de luzerne.

On peut donc regrouper l’ensemble des facteurs en trois grands types que sont : le climat, le sol et l’agriculteur (ses décisions, son itinéraire technique…). Parmi ces trois types, le climat et le sol regroupent des variables non maîtrisées par l’agriculteur. A ces variables s’ajoute l’âge de la luzerne qui, bien qu’étant la résultante d’un choix de l’agriculteur (en l’occurrence l’année de semis), il ne le contrôle pas, dans le sens où il ne peut en rien le changer.

On considèrera donc par la suite quatre types de facteurs : - le climat - le sol - l’âge de la luzerne - l’itinéraire technique (qui intègre les contraintes environnementales)

Dans un premier temps, notre travail consistera à vérifier, à partir des résultats bruts des

mesures de rendements, si, comme nous le pensons, la quantité d’eau disponible est le premier facteur de variation de la luzerne. Cette quantité d’eau disponible est bien sûr dépendante des précipitations et de l’éventuelle irrigation, mais aussi du type de sol qui détermine la quantité d’eau qui peut être stockée dans le sol au travers de la réserve utile.

Hypothèse 1 : L’offre hydrique est le premier facteur de variation du rendement de la luzerne.

Ensuite, à l’aide d’enquêtes effectuées chez les agriculteurs et à partir du modèle de croissance

de la luzerne que nous développerons dans la prochaine partie, nous pourrons tenter d’expliquer quels sont les composantes de la conduite de la luzerne sur les différentes parcelles (désherbage, fertilisation…) qui ne permettent pas d’atteindre le rendement potentiel des parcelles. Cela nous permettra d’identifier les faiblesses dans les itinéraires techniques des agriculteurs.

Hypothèse 2 : Il est possible d’expliquer les différences entre le rendement potentiel de la parcelle et le rendement réellement observé et d’expliquer les raisons de ces écarts à partir des informations obtenues suite aux enquêtes sur les itinéraires techniques mis en œuvre sur chacune des parcelles.

A présent, nous allons développer la méthodologie utilisée au cours de cette étude.

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PARTIE II

Matériel et méthodes

1 – LA BASE DE DONNEES CNRS, PRESENTATION ET EVOLUTION

La base de données du CNRS a été initiée en 1994 par le Centre d’Etudes Biologiques de Chizé (CEBC). Les relevés effectués chaque année consistent à repérer les cultures sur chacune des parcelles de la zone atelier. Ces relevés sont effectués en avril puis un deuxième passage en juin permet de confirmer et compléter les premières observations. Les données récoltées sont ensuite saisies et enregistrées pour être consultables via le logiciel ArcView qui est un logiciel SIG (Système d’Information Géographique) ; permettant ainsi de réaliser diverses représentations cartographiques et analyses spatiales. Cependant, la superficie de la zone sur laquelle ont été réalisés ces relevés a évolué depuis 1994. Les deux premières années, les relevés de l’assolement n’ont concerné qu’une zone très réduite. Ensuite, à partir de 1996, la zone s’est fortement étendue atteignant 379 km². Sa surface est restée stable jusqu’en 2005. A partir de 2006, la zone atelier s’est à nouveau étendue pour atteindre 426 km²; la zone ajoutée est beaucoup plus bocagère que la zone précédente qui présente un paysage très ouvert. Nous disposons donc de l’historique de l’occupation agricole du sol pour les 14 dernières années, avec une couverture qui s’est agrandie à deux reprises (1996 et 2006). Ces données seront analysées dans le premier paragraphe de la partie III.

2 – SELECTION DES PARCELLES ET SUIVI DES LUZERNIERES

Le schéma de la figure 16 résume la chronologie des enquêtes, observations et mesures effectuées sur chacune des parcelles étudiées au cours de ce travail.

Fig. 16 : Chronologie des observations et mesures réalisées sur les parcelles.

Partie II : Matériel et méthodes

30

Le paragraphe 2.1 présente la méthode utilisée pour la constitution de l’échantillon de parcelles et la description pédologique des sols tandis que le paragraphe 2.2 présente les mesures réalisées sur chacune des parcelles afin de suivre la production de la luzerne.

2.1 – Constitution d’un échantillon de parcelles à suivre

2.1.1 – Critères de sélection des exploitations agricoles

La première étape dans la constitution d’un échantillon de parcelle consiste à repérer les exploitations agricoles susceptibles de cultiver de la luzerne. Pour cela, nous avons utilisé la base de donnée SIG du CNRS ainsi que les résultats d’enquêtes précédemment réalisées dans le cadre de PRAITERRE. Afin de couvrir l’ensemble de la zone atelier, nous avons sélectionné 17 exploitations agricoles (l’objectif final étant d’étudier 40 à 50 luzernières). Nous n’avons pas limité cette enquête aux seules exploitations de polyculture-élevage (bovins lait et viande et caprins), mais nous nous sommes également intéressés aux exploitations céréalières qui cultivent de la luzerne.

2.1.2 – Un questionnaire en deux parties

Les enquêtes ont été réalisées au moyen d’un guide d’entretien (annexe 3). La première partie de l’enquête consistait à réaliser un descriptif global de l’exploitation. Nous avons ensuite dressé la liste de toutes les luzernières cultivées sur l’exploitation, en renseignant plusieurs critères déterminant pour le choix des parcelles à suivre : surface de la parcelle, type de sol selon l’agriculteur, âge de la luzerne, CAD (Contrat d’Agriculture Durable) et irrigation. Cette étape a aboutit à la sélection de 1 à 4 parcelles par exploitation.

La deuxième partie du questionnaire consistait à renseigner les caractéristiques physico-chimiques des parcelles sélectionnées (analyses réalisées, dires des agriculteurs pour le type de sol …) et les différents itinéraires techniques (ITK) mis en place sur les parcelles concernées (préparation du sol, dates et densités de semis, fertilisation, traitements phytosanitaires, modes d’exploitation…), tout en insistant particulièrement sur les pratiques de l’année 2006.

2.1.3 – Critères de choix des parcelles d’étude

Plusieurs critères ont été définis préalablement pour le choix des parcelles étudiées. Ainsi, nous avons sélectionné de préférence :

- des parcelles ayant des réserves utiles (RU) différentes (et donc des sols de nature différente) afin d’avoir une gamme importante de RU, - plusieurs parcelles d’ages différents, chez un même exploitant, afin de mettre en évidence l’effet de l’âge des luzernières sur les rendements (en ayant un itinéraire technique similaire), - quelques parcelles en CAD, - des parcelles relativement homogènes (petites surfaces) pour éviter les risques d’hétérogénéité des rendements sur une même parcelle.

De plus, nous avons exclu de cette enquête les parcelles cultivées en association (luzerne +

graminée), les luzernes porte graines et les luzernes récoltées en vert pour affouragement.


31

2.1.4 – Description pédologique des sols des parcelles

2.1.4.1 – Les types de sol présents sur la zone

Dans la continuité des enquêtes chez les agriculteurs, l’étape suivante consiste à déterminer le type de sol pour chacune des parcelles sélectionnées. Sur la majeure partie de la zone PRAITERRE, on rencontre trois grands types de sol (fig. 17) que sont :

- Les groies :

Ce type de sol est largement dominant sur l’ensemble de la zone. Les terres de groies sont des sols limono-argileux qui reposent sur une roche calcaire qui apparaît à très faible profondeur. Deux critères permettent de différencier plusieurs types de groies : la profondeur d’apparition de la roche mère permet de distinguer les groies superficielles (< 20 cm), les groies moyennes (entre 20 et 25 cm) et les groies profondes (> 25 cm) ; le second critère tient compte de la teneur en argile du sol, il permet de distinguer groie lourde et groie légère (Chambre d’Agriculture de Charente-Maritime, 2001).

- Les terres rouges :

Ce type de sol est présent dans le nord-est de la zone atelier. Ce sont des sols limoneux, parfois riches en silex, sensibles à la battance et au compactage ; ils sont généralement sains. La réserve utile est très variable : de 50 à 150 mm. La teneur en matière organique est plutôt faible, hormis en zone d’élevage. Les terres rouges sont acides, le pH est le plus souvent voisin ou inférieur à 6. Elles sont bien pourvues en potasse, moyennement en phosphore. La CEC est faible à moyenne (Chambre Régionale d’Agriculture Poitou-Charentes).

- Les terres de vallées :

Ce type de sol est peu présent sur la zone et est souvent peu adapté à la culture de la luzerne (sols parfois hydromorphes). Ce sont des formations alluviales plus ou moins évoluées. Ces sols sont très divers, le plus souvent calcaires, avec une teneur en humus variable selon que le profil est plutôt de type argileux ou tourbeux. Leur point commun est une situation en bord de cours d’eau ainsi qu’une période d’ennoiement (plusieurs mois par an ; Chambre d’Agriculture de Charente-Maritime, 2001).

Fig. 17 : Carte des sols de la zone atelier PRAITERRE.


32

La carte des sols de la zone (fig. 17), recoupée avec les dires des agriculteurs lors des enquêtes et les observations sur le terrain, permettront de déterminer à quels types de sol appartiennent les parcelles étudiées ; ce que nous développerons dans le paragraphe suivant.

2.1.4.2 – Estimation de la Réserve Utile du sol

La réserve utile (RU) est une caractéristique importante du sol qui joue un rôle majeur dans l’élaboration du potentiel de production d’une parcelle. On pense en effet qu’elle pourrait être un des principaux facteurs limitant du rendement chez la luzerne. De nombreuses techniques et outils permettent de mesurer ou estimer la RU d’une parcelle. Dans le cadre de cette étude, nous recouperons les résultats obtenus à partir de différentes méthodes et outils que sont :

- L’historique des rendements précédents : à partir des rendements obtenus sur les

parcelles au cours des 3 ou 4 dernières années pour différentes cultures et selon le référentiel établit (annexe 4), on pourra augmenter le niveau de précision de l’estimation de la RU.

- Les sondages tarières : les sondages à la tarière permettront de la RU du sol de la

parcelle, notamment par la détermination de la profondeur et de la pierrosité des sols.

- La carte des sols (fig. 17) : cet outil permet de vérifier les résultats issus des deux premières observation, surtout concernant les types de sol.

2.2 – Suivi de la production des luzernières

2.2.1 – Notations et date de redémarrage de végétation

L’une des limites du modèle de croissance de la luzerne est de déterminer la date exacte de reprise ou démarrage de végétation de la luzerne, ce qui revient à estimer le moment où la luzerne commence sa repousse post-hivernale. Ainsi, nous avons décidé de réaliser pour chaque parcelle des notations permettant de décrire le démarrage de la végétation. Lors de ces observations, nous avons effectué plusieurs mesures et observations :

• 5 hauteurs ont été mesurées sur l’ensemble de la parcelle, permettant de calculer une hauteur moyenne du couvert sur la parcelle,

• 5 photographies ont été prises à environ 1,5 m de hauteur (à la verticale), • une note de 1 à 5 a été attribuée à chaque parcelle pour estimer le pourcentage de

recouvrement du sol par la luzerne : o Note 1 : 0 à 20% o Note 2 : 20 à 40% o Note 3 : 40 à 60% o Note 4 : 60 à 80% o Note 5 : > à 80%

• de la même manière, une autre note a été attribuée à chaque parcelle pour

caractériser le salissement de la parcelle par les adventices : o Note 1 : < à 1% (absence d’adventices) o Note 2 : 1 à 10% (rares) o Note 3 : 10 à 25% (faible salissement) o Note 4 : 25 à 50% (salissement moyen) o Note 5 : > à 50% (salissement élevé)


33

2.2.2 – Méthodes d’estimation des rendements

Nous allons utiliser 2 méthodes complémentaires qui permettront d’estimer les rendements observés1 sur chaque parcelle, pour chacune des coupes réalisées.

2.2.2.1 – Estimations du rendement avant la récolte : méthode des « placettes »

Cette méthode est utilisée sur toutes les parcelles de l’échantillon. Il s’agit, avant chaque coupe, de réaliser 5 placettes de 1 m2, réparties au hasard sur l’ensemble de la parcelle. Chacune des placettes est fauchée manuellement à une hauteur de 6 à 10 cm. La matière fraîche (uniquement la luzerne) est récoltée et pesée. On prélève alors un échantillon de la matière fraîche de chaque placette (entre 300 et 500 g) afin de déterminer, après passage à l’étuve (48 heures à 80°C) le taux de matière sèche (MS) de l’échantillon et donc le rendement de la parcelle (exprimé en t MS/ha) avant l’opération de récolte. Cette méthode présente plusieurs avantages : (i) elle permet de ne pas prendre en compte les pertes de feuilles dues à l’opération de récolte qui sont variables en fonction des techniques et outils utilisés, (ii) de plus, lors des prélèvements on retire l’ensemble des adventices, ce qui permet d’avoir le rendement réel de la luzerne et enfin (iii) elle permet de pouvoir sélectionner des parcelles, indifféremment de leur mode d’exploitation par l’agriculteur (foin, ensilage, enrubannage…). En parallèle de ces relevés, nous avons effectué 5 mesures de hauteurs sur l’ensemble de la parcelle pour déterminer une hauteur moyenne du couvert et nous avons également attribué une note de recouvrement et de salissement à chaque parcelle (cf. § 2.2.1. pour les échelles de notations).

2.2.2.2 – Estimation du rendement après la récolte : méthode des « bottes »

Cette méthode est complémentaire de la précédente. Elle a également été utilisée sur le maximum de parcelles (uniquement lorsque les parcelles sont récoltées en foin). Il s’agit de compter le nombre de bottes récoltées après chaque coupe. Au moyen d’une bascule (à la coopérative par exemple), on détermine le poids d’une dizaine de bottes afin d’évaluer le poids moyen des bottes ; ce qui permet d’estimer le rendement effectif de la parcelle pour chaque coupe (adventices compris). Si les calculs du taux de matière sèche ne sont pas réalisés, on considèrera un taux de MS de 85% (à corriger selon les avis des agriculteurs). Dans la mesure du possible et selon les moyens à disposition, la pesée et le comptage du nombre de bottes seront effectués par les agriculteurs.

2.2.3 – Mesure des densités de peuplement et du nombre de tiges par pied

Ces mesures ont été réalisées sur toutes les parcelles sélectionnées, en général entre la 2ème et la 3ème coupe. Ces caractéristiques du couvert de luzerne évoluent peu au cours de l’année, les mortalités des plantes s’observant en général durant l’hiver. De plus, des observations complémentaires ont été réalisées afin de déterminer les origines possibles de faibles rendements (observation de ravageurs, maladies, carences visibles…).

1 Le rendement « observé » correspond au rendement obtenu à partir des mesures terrain ; alors que le rendement « simulé » est le rendement calculé par le modèle de croissance de la luzerne.


34

3 – EXPLOITATION DES RESULTATS

3.1 – Analyse des résultats des rendements observés Les analyses de variances ont été réalisées avec les logiciels R version 2.5.1 (R Development

Core Team, 2007) et Statbox version 6.23. Plusieurs tests de comparaison de moyennes ont été utilisés en fonction de leurs conditions initiales (conditions qui doivent être validées pour utiliser les tests) selon le schéma de la figure 18.

Les séries de données suivent une loi normaleTest de normalité de

Shapiro et Wilk

T-test de Student

Les séries de données ont des

variances identiquesTest de Bartlett

OUI

T-test de Welch

Test de Mann et Whitney

OUI

NON

NON

(Test non paramétrique)

(Test paramétrique dans le cas de variances inégales)

Les séries de données suivent une loi normaleTest de normalité de

Shapiro et Wilk

T-test de Student

Les séries de données ont des

variances identiquesTest de Bartlett

OUI

T-test de Welch

Test de Mann et Whitney

OUI

NON

NON

(Test non paramétrique)

(Test paramétrique dans le cas de variances inégales)

Fig. 18 : Arbre de choix des tests statistiques.

Dans chaque cas, le test utilisé est mentionné au bas des tableaux de données. Tous ces tests

ont été réalisés pour un risque α = 0,05. Les séries de données ayant des moyennes statistiquement égales ont été regroupées au sein de groupes homogènes caractérisés par des lettres (a, b, c …). Nous avons également réalisé des régressions multiples au moyen du logiciel SAS afin de hiérarchiser les facteurs en fonction de l’importance leur impact sur le rendement.

3.2 – Estimation du rendement potentiel des parcelles Pour cela, nous avons utilisé le modèle de croissance de la luzerne complémenté par le module

hydrique (cf. partie I, § 6).

3.2.1 – Sources des données météorologiques :

Nous avons recueilli les données météorologiques des stations de Niort, Melle et Beauvoir-sur-Niort. Ces données ont été intégrées dans le modèle de croissance de la luzerne pour le calcul du rendement potentiel des luzernes. Nous avons utilisé plusieurs types de données :

- Les températures : ces données nous ont été fournies pour les stations météorologiques de Niort et Melle. - Le rayonnement global (Rg) et ETP : ces données nous ont été fournies uniquement par la station météo de Melle pour le rayonnement global et celle de Niort pour l’ETP, elles ont donc servi pour toutes les parcelles. On considère que l’ETP et le Rg ne varient pas à l’échelle de la zone atelier. - Les précipitations : à l’inverse de l’ETP et du Rg, les quantités de précipitations sont très variables au sein d’un territoire. Ainsi, pour être le plus précis possible, nous avons demandé à certains agriculteurs de relever régulièrement la pluviométrie sur leur exploitation. Nous avons également utilisé les données des stations de Niort, Melle et Beauvoir-sur-Niort.


35

3.2.2 – Attribution des données précipitations et températures aux parcelles :

La figure 19 ci-dessous explique l’attribution des données pluies et températures aux différentes parcelles sélectionnées (caractérisées par un point rouge). Pour les parcelles situées dans la zone de Beauvoir (surface en vert) nous avons utilisé les données températures de la station de Niort.

Fig. 19 : Attribution des données précipitations et températures aux parcelles. A présent, nous allons présenter et analyser les résultats obtenus au cours du stage. Dans un

premier temps, nous utiliserons les données de la BDD CNRS pour dégager une évolution de l’occupation du sol par la luzerne sur la zone PRAITERRE. Ensuite, nous analyserons les résultats des enquêtes réalisées chez les exploitants agricoles afin de montrer les différents itinéraires techniques mis en œuvre sur les parcelles. Enfin, la dernière partie consistera à montrer l’impact des différents facteurs sur le rendement des différentes coupes, notamment, à l’aide du modèle de croissance de la luzerne.

37

PARTIE III

Présentation et analyse des résultats

1 – ETUDE DE LA BASE DE DONNEES DU CNRS DE CHIZE

Dans ce paragraphe, nous allons uniquement analyser les données de 1996 à 2005 qui ont été récoltées sur la même zone. En effet, la zone ajoutée à partir de 2006 est assez différente puisque beaucoup plus bocagère, l’assolement y est donc différent (en proportion), ainsi, on y trouvera plus de prairies par exemple, ce qui risquerait de biaiser l’évolution de l’assolement sur l’ensemble de la zone.

1.1 – Un territoire tourné vers la céréaliculture La figure 20 montre l’évolution des différents types de cultures entre 1996 et 2005 sur la zone

atelier. On observe tout d’abord que les céréales occupent environ la moitié de la SAU de cette zone. En effet, la part des céréales sur cette période passe de 48,9% en 1996 à 53,8% en 2005. Les céréales cultivées sur la zone sont principalement le blé tendre (entre 60 et 70% des surfaces en céréales), le maïs (environ 20%) et l’orge d’hiver (5 à 10%).

0

10

20

30

40

50

60

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

Années

% de la SAU

Céréales

Oleoproteagineux

Prairies (tous types)

Autres cultures

Fig. 20 : Evolution de la part des différents types de cultures sur la zone atelier PRAITERRE entre 1996 et 2005 (source des données : BDD CNRS Chizé).

Partie III : Présentation et analyse des résultats

38

Concernant les cultures d’oléoprotéagineux (colza, tournesol et pois), on constate une légère diminution entre 1996 et 2005, la part des surfaces passant de 34,5% en 1997 à 29,6% en 2005. Le tournesol occupe en moyenne 51% des surfaces en oléoprotéagineux, 41% pour le colza et seulement 8% pour le pois. Sur cette même période, le colza est en légère augmentation (+ 8 points), à l’inverse du pois (- 6 points) alors que le tournesol reste stable.

Enfin, les prairies (permanentes, temporaires et artificielles) occupent entre 12 et 15% de la SAU sur les 10 années. On observe une baisse de ces surfaces entre 1996 et 2002 passant de 14,9 à 11,9% puis une augmentation pour atteindre 13,9% en 2005. Les 3 types de prairies occupent des parts similaires dans l’assolement (entre 30 et 40% en moyenne).

Cette analyse de l’historique de l’occupation du sol sur la zone atelier démontre l’orientation

fortement céréalière de ce territoire, où la culture des céréales continue à progresser gagnant en moyenne un point tous les deux ans. Cette augmentation est compensée en grande partie par la diminution de la part des oléoprotéagineux. Après une légère baisse, la part de la surface cultivée en prairies augmente à nouveau depuis 2003.

Cependant, ces données ne permettent pas de différencier les surfaces consacrées à l’élevage (cultures fourragères) des cultures de ventes ; il est donc difficile de caractériser précisément l’évolution de la part des surfaces cultivées pour l’élevage sur ce territoire. A présent, nous allons étudier plus en détail la place qu’occupe la culture de la luzerne sur la zone atelier.

1.2 – La luzerne est présente sur l’ensemble de la Zone Atelier La figure 21 traduit le nombre d’années durant lesquelles la luzerne a été cultivée sur chacune

des parcelles de la zone entre 1996 et 2005. Ainsi, 11,8% des parcelles de la zone ont été cultivées en luzerne entre 1 et 7 années consécutives. Même si l’on retrouve de la luzerne sur l’ensemble du territoire, il semble se détacher assez nettement deux zones de plus forte densité. La première se situant à l’extrême nord-est (A) de la zone et la seconde (B) au centre de la zone atelier, ces deux zones sont majoritairement situées sur terres de groies (cf. fig. 17).

Fig. 21 : Fréquence de présence de la luzerne sur les parcelles de la zone atelier entre 1996 et 2005 (source des données : BDD CNRS Chizé).

A

B

0 10 kilomètres


39

En moyenne, les parcelles qui ont été cultivées en luzerne l’on été pendant 2,2 années, alors qu’une luzerne peut produire pendant 4 années minimum. On constate en effet que 40% de ces parcelles n’ont eu qu’une seule année de luzerne (fig. 22). Ce chiffre inclut 2 « types » de luzernes : celles dont on ne connaît pas la durée de la culture (i.e. qui se terminent en 1996 ou commencent en 2005) et celles qui ont été détruites dès la première année de culture et qui représentent 23% du total des parcelles cultivées en luzerne sur la zone. Il apparaît donc que les agriculteurs rencontrent des difficultés lors de l’installation des luzernes puisque environ ¼ des luzernes implantées sont détruites dès la première année.

Nombre

de parcelles

39,9%

23,8%19,8%

9,8%

4,7%1,6% 0,4%

0

200

400

600

800

1000

1 an 2 ans 3 ans 4 ans 5 ans 6 ans 7 ans

Durée des

luzernes

Fig. 22 : Nombre de parcelles cultivées entre 1 et 7 années en luzerne entre 1996 et 2005 sur la zone atelier (source : BDD CNRS Chizé).

Concernant l’évolution de la culture de la luzerne sur la zone, on observe que la part de la

luzerne dans la SAU de la zone atelier diminue de 1997 à 2001 passant de 3,2 à 2,1% (fig. 23) puis augmente à partir de 2002 pour dépasser à nouveau le seuil des 3% en 2005, soit une surface de presque 1 000 ha. On pense cependant que la baisse des surfaces en luzerne a débuté avant 1997 puisque selon certains agriculteurs enquêtés, cette culture, non primée, a souvent été abandonnée suite à la PAC de 1992 au profit d’autres cultures fourragères (maïs ensilage par exemple).

3,12,92,9

2,42,1

2,22,4

3,2 3,2

0

1

2

3

4

1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005Années

% de la SAU

Fig. 23 : Evolution de la part de la luzerne dans la SAU sur la Zone Atelier entre 1997 et 2005 (sources des données : BDD CNRS Chizé).

2 – EXPLOITATION DES DONNEES DES ENQUETES

Suite aux enquêtes réalisées, nous avons retenu 46 parcelles de luzerne au sein de 17 exploitations. Ces enquêtes ont été réalisées entre le 20 février et le 19 mars 2007. Dans les deux paragraphes suivants, nous analyserons les résultats des enquêtes (i) à l’échelle de l’exploitation et (ii) à l’échelle de la parcelle (questionnaire et observations terrain).

2.1 – Description de l’échantillon des exploitations Parmi les 17 exploitations enquêtées, nous avons retenu 6 exploitations caprines, 6 bovins lait,

3 bovins viande et 2 exploitations céréalières afin de prendre en compte les différents systèmes


40

d’exploitations présents sur la zone. La SAU de ces exploitations varie entre 35 et 484 ha, avec une moyenne de 147 ha. Ces exploitations comptent en moyenne 2,8 UTH. Seules 4 exploitations (les 3 exploitations bovins viande et 1 céréalier) comptent 1 seule UTH, alors que la plus grande exploitation (484 ha) emploie 6,5 UTH (regroupement récent de 2 GAEC).

Le quota moyen des 6 exploitations bovins-lait est de 560 000 litres pour 70 vaches laitières, soit une production moyenne annuelle de 8 000 litres de lait par vache. Les élevages caprins ont entre 200 et 600 chèvres laitières (350 en moyenne) pour une production annuelle de lait allant de 175 000 à 467 000 litres (300 000 litres en moyenne) soit une production moyenne annuelle de 860 litres de lait par chèvre. Ces exploitations ont en général entre 4 et 5 luzernières pour une surface de 15 ha environ.

2.2 – Résultats des enquêtes à l’échelle de la parcelle

2.2.1 – Description de l’échantillon de parcelles sélectionnées

Suite aux enquêtes effectuées chez les agriculteurs, 46 parcelles ont été sélectionnées. Nous avons ainsi choisi entre 1 et 4 luzernières par exploitation, en essayant de couvrir l’ensemble de la zone PRAITERRE (fig. 24). Cependant, afin de pouvoir étudier des parcelles ayant des sols de terres rouges, nous avons dû sélectionner 4 parcelles situées légèrement en dehors de la zone (nord-est). On constate également qu’une part importante des parcelles sélectionnées se situe dans les deux zone A et B que nous avons évoquées précédemment. Notons enfin que parmi ces 46 parcelles, 9 sont sous contrats CAD et 11 ont la possibilité d’être irriguées.

Fig. 24 : Localisation des 46 parcelles sélectionnées sur la Zone Atelier PRAITERRE. A présent, nous allons décrire la répartition des parcelles en fonction des différents critères de

sélection définis dans la deuxième partie de ce rapport. La figure 25 montre la répartition de ces parcelles en fonction de l’âge. On observe que l’échantillon représente assez bien les parcelles ayant entre 1 et 4 ans alors que moins de 7% des parcelles ont 5 ans, ce qui peut s’expliquer par la destruction de certaines parcelles avant la cinquième année et donc la difficulté de trouver des parcelles de 5 ans.

Concernant les types de sol, la répartition des parcelles au sein des différentes catégories est beaucoup moins homogène (fig. 26). En effet, on observe une forte prédominance des parcelles sur groies superficielles qui représente la moitié des effectifs. Viennent ensuite les parcelles sur groies moyennes et terres de vallées (13%), puis les terres rouges (10,9%), les groies marneuses (8,7%) et les groies profondes avec seulement 4,4% des parcelles.


41

19,6

30,4

21,7 21,7

6,5

0

5

10

15

20

25

30

35

1 an 2 ans 3 ans 4 ans 5 ans

Age des

parcelles

% de

parcelles

50,0

13,0

4,48,7

13,0 10,9

0

10

20

30

40

50

60

Groies

superficielles

Groies

moyennes

Groies

profondes

Groies

marneuses

Terres de

vallée

Terres rouges

Types

de sols

% de

parcelles

Fig. 25 : Répartition des parcelles en fonction de leur âge (en %).

Fig. 26 : Répartition des parcelles en fonction des types de sol (en %).

2.2.2 – Description des itinéraires techniques des parcelles

2.2.2.1 – L’installation de la culture

• Le précédent Dans plus de 73% des cas, le précédent est une céréale à pailles, souvent du blé, mais également

de l’orge ou du triticale. Les autres cultures sont donc minoritaires, on trouve notamment du maïs et du colza.

• La préparation du sol

Dans ¾ des cas, un labour est réalisé sur les parcelles avant le semis de la luzerne. Sinon, un ou deux passages de déchaumeur permettent de bien préparer le sol. Le roulage après semis est quasi systématique (87% des parcelles).

• Le semis : 2 périodes / 2 méthodes

Sur la zone, deux périodes de semis sont possibles : au printemps en avril ou mai (54% des cas) et à l’automne pendant les mois d’août et septembre. Les semis d’automne sont systématiquement réalisés sur sol nu alors que les semis de printemps peuvent également être réalisés sous couvert d’une culture d’été. Cette méthode de semis est assez répandue puisque 80% des semis de printemps s’effectuent sous couvert. Les deux cultures utilisées sont le tournesol (¾ des cas) et le moha (¼ des cas). La variété de luzerne la plus répandue est Sanditi (30% des parcelles), mais au total, 10 variétés différentes ont été citées par les agriculteurs, elles sont parfois semées en mélange (jusqu'à 4 variétés par parcelle).

2.2.2.2 – La fertilisation

• Phosphore D’après les enquêtes sur les itinéraires techniques (ITK) de 2006, 16 parcelles n’ont reçu aucun

apport de phosphore. Sur les 28 autres parcelles, l’apport de phosphore varie entre 30 et 150 U/ha, avec une moyenne de 70 U/ha.

• Potasse

En 2006, 27 parcelles sur les 46 ont reçu un apport de potasse allant de 45 à 200 U/ha pour une moyenne de 90 U/ha.


42

• Oligo-éléments Seules 3 exploitations apportent des oligo-éléments, sur 7 parcelles. Les oligo-éléments

apportés sont le soufre (35 à 40 U/ha) et la magnésie (7 à 10 U/ha) sur 4 parcelles, du bore-molybdène (3,5 L/ha) sur 3 parcelles et du solubore (2,5 L/ha) sur 1 parcelle.

2.2.2.3 – La protection phytosanitaire

• Les herbicides L’utilisation d’herbicides entre les mois de décembre et février est très courante. Ainsi, en 2006,

près de 80% des parcelles ont été traitées contre les adventices. Les produits les plus utilisés sont le Velpar (0,5 à 1 kg/ha) et l’R-bix (1,5 à 3 L/ha).

• Les insecticides A l’inverse des herbicides, l’utilisation d’insecticides n’est pas systématique. Seules 7 parcelles

ont été traitées en 2006, généralement en cours de culture, entre 2 coupes. Le produit le plus utilisé est le Karaté Zéon à 0,06 L/ha qui permet de lutter contre les sitones.

2.2.2.4 – Autres éléments de l’ITK

Le broyage hivernal est peu fréquent puisqu’il n’a été réalisé que sur 8 parcelles au cours de l’hiver 2005 – 2006. Il est réalisé en règle générale durant les mois de décembre et janvier.

Concernant l’irrigation, lorsque celle-ci est pratiquée, elle se situe entre la 1ère et la 2ème coupe et entre la 2ème et la 3ème coupe (voire entre la 3ème et la 4ème coupe) en 2 apports de 30 mm entre chaque coupe.

3 – DESCRIPTION GENERALE DU CLIMAT DE LA CAMPAGNE 2006-2007

3.1 – Une année particulièrement douce et humide Avant d’étudier les rendements des différentes coupes, il est important de caractériser le climat

de cette année. Pour cela, nous allons étudier les données de température et de précipitations relevées par Météo France sur la station de Niort. Précisons que nous ne réaliserons pas cette analyse pour les stations de Melle et Beauvoir puisque que nous considérons que les tendances développées ci-dessous sont identiques pour les trois stations compte tenu de l’étendue de la zone d’étude.

89 9286

7467 68

72

5349

55

123

90

99

67

132

92

17

114110

50

91 95

0

25

50

75

100

125

150

Oct Nov Déc Janv Fév Mars Avr Mai Juin Juil Août

Précipitations

(mm)

0

5

10

15

20

25

30

Températures

(°C)

pp moy 40 ans (1967-2006)

pp mensuelles 2006/2007

t° moy 40 ans (1967-2006)

t° moy 2006/2007

Fig. 27 : Description du climat de Niort entre octobre 2006 et août 2007 par rapport au moyennes

quarantenaires (Sources : Météo France).


43

• L’automne 2006 La représentation graphique des données météorologiques (fig. 27) montre que les

températures des mois d’octobre et novembre ont été respectivement supérieures de 2,9 et 2,5°C par rapport à la moyenne des 40 dernières années alors qu’elle a été inférieure de 0,6°C en décembre. Concernant les précipitations, le mois d’octobre est caractérisé par une pluviométrie importante (+ 34 mm) par rapport aux moyennes quarantenaires ; les mois de novembre et décembre sont, quant à eux, comparables à la moyenne. L’automne 2006 est donc caractérisé par une relative douceur et des précipitations comparables à la moyenne.

• L’hiver 2007

Les mois de janvier et février ont été plus doux que la moyenne, respectivement de 2,3 et 3,1°C alors que la température moyenne du mois de mars est identique à la moyenne des 40 dernières années. Au niveau des précipitations, au cours du mois de janvier, les quantités de pluies sont légèrement inférieures en 2007 par rapport à la moyenne quarantenaire (- 19 mm), mais elles sont largement compensées par un mois de février très pluvieux (132 mm) soit le double de la moyenne sur la période 1967-2006. Par la suite, le mois de mars a également été plus pluvieux que la moyenne (+ 25 mm). Tout comme l’hiver, l’automne a donc été particulièrement doux mais également très pluvieux avec un total de 291 mm sur les 3 mois contre 227 mm en moyenne sur les 40 dernières années (+ 28%). Le cumul des précipitations d’octobre à mars (492 mm) a donc été suffisant pour reconstituer la RU des sols.

• Le printemps 2007

Le début du printemps a été exceptionnellement chaud puisqu’on enregistre une température moyenne de 15,1°C en avril pour une moyenne de 10,5°C sur les 40 dernières années. Entre 1967 et 2006, le record précédent datait de 2003 avec « seulement » 12,8°C. Ce record a donc augmenté de 2,3°C cette année ! Le mois de mai 2007 est également plus chaud que la normale avec 15,7°C de moyenne (+ 1,4°C par rapport à la moyenne quarantenaire) ; tandis que la température moyenne du mois de juin est comparable à la moyenne quarantenaire. Concernant les précipitations, le mois d’avril a été très sec, avec un cumul de 17,2 mm de pluies seulement pour une moyenne quarantenaire de 68 mm. La suite du printemps a été plus pluvieuse que la normale, surtout au mois de juin pour lequel le cumul des pluies (110 mm) correspond au double de la moyenne quarantenaire.

• L’été 2007

Contrairement au début de l’année, les températures moyennes des mois de juillet et août ont été plus fraîches de 1,5 à 2°C par rapport aux moyennes quarantenaires. Le mois de juillet a été très pluvieux puisque le cumul des précipitations est deux fois supérieur à la moyenne. Au mois d’août, les précipitations ont été conformes à la moyenne.

3.2 – Etat de la réserve hydrique des sols au cours de l’année Nous allons étudier l’évolution de la réserve hydrique du sol, telle qu’elle est calculée par le

modèle de croissance de la luzerne. Pour cela, nous nous appuierons sur l’exemple d’une parcelle de l’échantillon dont les dates de 1ère et 2ème coupes correspondent aux dates généralement observées (fig. 28).


44

0

20

40

60

80

100

120

140

janvier-07 février-07 mars-07 avril-07 mai-07 juin-07 juillet-07

Niveau de la réserve

utile (mm)

RU 40

RU 80

RU 120

1ère coupe 2ème coupeDate de démarrage

estimée

Quantité d’eau dans le sol (mm)

Léger stress hydrique fin mai (une semaine)

0

20

40

60

80

100

120

140

janvier-07 février-07 mars-07 avril-07 mai-07 juin-07 juillet-07

Niveau de la réserve

utile (mm)

RU 40

RU 80

RU 120

1ère coupe 2ème coupeDate de démarrage

estimée

Quantité d’eau dans le sol (mm)

Léger stress hydrique fin mai (une semaine)

Fig. 28 : Evolution de la réserve en eau du sol en fonction de différents niveaux de réserve utile. La figure 28 montre que jusqu’à la fin du mois de mars, les précipitations ont été suffisantes

pour combler les pertes d’eau par évapotranspiration. Ensuite, à partir du mois d’avril qui a été très sec, on observe une baisse du niveau de la réserve en eau du sol qui aboutit à un stress hydrique de courte durée (environ une semaine) à la fin du mois d’avril sur les parcelles dont la RU est égale à 40 et 80 mm. Par la suite, la réserve en eau du sol se recharge lentement jusqu’à la fin du mois de juin et on observe alors peu de différences dans le niveau de la réserve en eau du sol, quelles que soient les RU. A partir du mois de juillet, on observe à nouveau une diminution de la réserve hydrique du sol et un léger stress hydrique vers la fin juillet. Globalement, ces résultats montrent que cette année, la luzerne a connu des stress hydriques très limités de par leur amplitude et leur durée, tant sur la 1ère que la 2ème coupe.

4 – RESULTATS DES MESURES DE REDEMARRAGE POST-HIVERNAL DE LA LUZERNE

Rappelons que ces mesures et observations ont été effectuées en 2 jours sur l’ensemble des parcelles ; ce qui permet de pouvoir comparer les différentes parcelles entre elles. L’objectif de ces observations était d’estimer une date de redémarrage post-hivernal de la végétation qui servira pour le modèle de croissance de la luzerne.

Les résultats indiquent, tout d’abord, que l’âge de la luzernière semble avoir une influence sur la

vitesse de redémarrage de la luzerne après l’hiver. En effet, la figure 29 montre que le démarrage de végétation, caractérisé par la hauteur moyenne du couvert (courbe rouge) et la note de recouvrement (courbe verte), est assez faible en 1ère année de culture. Il augmente ensuite en 2ème années pour rester stable jusqu’en 4ème année. A partir de la 5ème année de culture, on observe une baisse importante de la hauteur moyenne du couvert et surtout de la note de recouvrement de la luzerne. Cette diminution importante du démarrage de végétation en 5ème année s’accompagne de l’augmentation importante du recouvrement de la parcelle par les adventices qui était resté stable entre la 1ère et la 4ème année (courbe verte en pointillés).


45

0

5

10

15

20

25


Hauteurs (cm)

0

1

2

3

4

5

Age de la luzerne

Notes

adventices

recouvrement

hauteur

BC

AB

A

BC

C

AB

a

C

ABA AB

aa ab

b

0

5

10

15

20

25


Hauteurs (cm)

0

1

2

3

4

5

Age de la luzerne

Notes

adventices

recouvrement

hauteur

BC

AB

A

BC

C

AB

a

C

ABA AB

aa ab

b

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

groies terres rouges terres de vallées

Note 5

Note 4

Note 3

Note 2

Note 1

n = 35 n = 5 n = 6

A BA

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

groies terres rouges terres de vallées

Note 5

Note 4

Note 3

Note 2

Note 1

n = 35 n = 5 n = 6

A BA

Fig. 29 : Evolution des trois observations et mesures

effectuées en fonction de l’âge des luzernes (Student t-test, α=0,05).

Fig. 30 : Répartition (en %) des notes de recouvrement du sol par la luzerne en fonction des différents types de sol

(Student t-test, α=0,05).

Cependant, au regard de la figure 30, il semble que le type de sol influence également la vitesse de démarrage de la luzerne. En effet, on constate que la luzerne démarre en moyenne plus rapidement sur les terres de groies et les terres rouges que sur les terres de vallées dont la végétation était encore peu développée aux dates du 5 et 6 avril (photos de la figure 31). Le retard du démarrage de végétation sur les terres de vallées est probablement dû à l’hydromorphie en cours d’hiver qui ralentit le réchauffement du sol. Notons que dans la colonne « groies » de l’histogramme ont été regroupés les résultats des notations pour l’ensemble des types de groies (superficielles, moyennes, profondes et marneuses) car on n’observe pas de différences entre ces 4 types de sol.

Fig. 31 : Exemple de différence de démarrage entre deux parcelles sur deux types de sol (photo de gauche : note = 1, photo de droite : note = 5) ; dates des clichés : 5 et 6 avril 2007.

5 – ANALYSE DES RESULTATS DES 1ERE ET 2EME COUPES

5.1 – Analyse monofactorielle sur les rendements observés

5.1.1 – Déroulement des observations

Pour la 1ère coupe, la méthode d’estimation des rendements par la méthode des placettes a pu être réalisée sur 39 des 46 parcelles retenues lors des enquêtes. Comme nous l’avons vu précédemment, le climat des mois de mai et juin a été caractérisé par une forte pluviométrie qui s’est étalée sur l’ensemble des 2 mois, rendant ainsi difficile la fenaison de la luzerne qui nécessite 4

Terre de vallée Terre de groie


46

à 5 jours consécutifs sans précipitations. Ainsi, de nombreuses parcelles ont été récoltées par les agriculteurs à un stade avancé (après le stade début-floraison), impliquant une baisse de la qualité de la luzerne. Pour éviter cela, plusieurs agriculteurs ont opté pour l’enrubannage qui permet d’écourter la durée de séchage au champ puisque le taux de MS recherché est de l’ordre de 40 à 50% alors qu’il est de 85% pour le foin.

De la même manière, l’objectif était d’effectuer ces relevés à une date proche de la date de fauche, néanmoins, cet écart est en moyenne de 16 jours pour la 1ère coupe, les agriculteurs ayant souvent reporté plusieurs fois la fauche en raison du mauvais temps. Malgré cela, dans la plupart des cas, les relevés ont été effectués entre les stades bourgeonnement et floraison des parcelles (stades où le compromis entre rendement et qualité est optimal), ce qui permet d’avoir une idée assez précise du rendement de la première coupe et de pouvoir comparer ces résultats à ceux des simulations du modèle de croissance.

Pour la 2ème coupe, les prélèvements ont été effectués sur 33 des 46 parcelles. Cette fois-ci l’écart entre date de relevé et date de fauche est moins important puisqu’il est de 7 jours en moyenne. Les difficultés de séchage de la luzerne en raison du mauvais temps ont été moins importantes.

5.1.2 – Des rendements très variables sur la zone

Les mesures des rendements de la 1ère coupe ont été effectuées entre le 7 mai et le 20 juin. Notons tout d’abord que les rendements observés sont très hétérogènes sur l’ensemble de l’échantillon des 39 parcelles puisqu’ils varient entre 1,2 et 6,3 t MS/ha pour une moyenne de 3,1 t MS/ha. L’histogramme de répartition des parcelles en fonction des rendements (fig. 32) montre que la moitié des parcelles a un rendement compris entre 3 et 3,9 t MS/ha. Seulement 6 parcelles ont un rendement supérieur ou égal à 4 tonnes alors que 14 parcelles (36%) ont produit moins de 3 t MS/ha pour la 1ère coupe.

Les prélèvements de 2ème coupe ont été effectués entre le 21 juin et le 1er août. Le rendement moyen est de 3,4 t MS/ha et varie entre 1,7 et 5,9 t MS/ha. On observe, à nouveau, que la moitié des parcelles obtient un rendement compris entre 3 et 3,9 t MS/ha. Cependant, par rapport à la 1ère coupe, la part des parcelles ayant un rendement faible (< 3 t MS/ha) et un rendement fort (≥ 4 t MS/ha) est différente. Ainsi, en 1ère coupe, 36% des parcelles ont un rendement faible contre seulement 27% en 2ème coupe. A l’inverse, 15% des parcelles ont un rendement élevé en 1ère coupe contre 24% en 2ème coupe.

9%

15%

49%

3%

24%

2%5%

8%

49%

13%

23%

0

5

10

15

20

[1;2[ [2;3[ [3;4[ [4;5[ [5;6[ [6;7[ [1;2[ [2;3[ [3;4[ [4;5[ [5;6[

Classes de rdt

(t MS/ha)

Nombre de parcelles

Fig. 32 : Histogramme de répartition des parcelles en fonction des rendements de 1ère et 2ème coupes.

1ère

coupe 2ème

coupe


47

Compte tenu de la forte hétérogénéité des rendements sur les 2 coupes, nous allons tenter de déterminer quels sont les principaux facteurs qui ont influencé les rendements de ces deux coupes. Pour cela et dans un premier temps, nous réaliserons une analyse monofactorielle sur différentes variables.

5.1.3 – Effets de différents facteurs sur les rendements de 1ère et 2ème coupes

5.1.3.1 – L’âge de la luzernière

L’âge de la luzerne a un impact certain sur le rendement (Mauriès, 1993). Ainsi, notre étude qui porte sur des luzernes de 1 à 5 ans montre que, de manière générale, le rendement moyen maximum est obtenu au cours des 2ème, 3ème et 4ème années de culture, que ce soit en 1ère ou en 2ème coupe (fig. 33). Pour ces 3 classes d’âge, les rendements sont statistiquement équivalents (Student t-test, α = 0,05, tab. 1 et 2).

2,4

ab

3,3

c

3,4

bc

3,2

bc

1,7

a

2,7

A3,6

C

4,2

BC

3,6

C

2,6

AB

0

1

2

3

4

5

6


Age de la luzerne

Rdt moyen

(t MS/ha)

1ère coupe

2ème coupe

Fig. 33 : Evolution du rendement moyen de la luzerne en fonction de l’âge de la luzernière (intervalles = écarts types).

La première année de culture, le rendement est généralement inférieur (0,9 t MS/ha de moins

en moyenne pour chaque coupe). Cependant, l’analyse statistique ne révèle pas de différence significative pour l’année 1 par rapport aux années 3 et 4 en 1ère coupe (tab. 1). Cela est dû aux écarts-types élevés pour ces deux classes d’âge. Notons que la même analyse statistique réalisée uniquement sur les rendements des parcelles dites « propres1 » permet de révéler une différence significative entre les parcelles d’âge 1 et celles d’âge 3 et 4. En 2ème coupe (tab. 2), la différence de rendements entre les parcelles d’âge 1 et les parcelles d’âge 2 à 4 est, cette fois-ci, significative (test de Mann-Whitney-Wilcoxon, α = 0,05). Enfin, on observe en 5ème année une importante baisse du rendement (- 47%) par rapport à l’âge 4 en 1ère coupe. Le rendement des parcelles de 5 ans est statistiquement inférieur à celui des âges 2 à 4 et égal au rendement des parcelles d’un an pour la 1ère coupe. En 2ème coupe, le rendement moyen des parcelles de 5 ans est statistiquement inférieur à celui des parcelles de 2 et 4 ans mais pas des parcelles de 3 ans (écart-type important pour cette année). Cependant, étant donné que nous ne disposons des résultats que de 2 parcelles de 5 ans en 1ère coupe et 3 parcelles en 2ème coupe, on ne peut pas considérer que cet échantillon est représentatif de la réalité pour les parcelles de 5 ans.

1 Les parcelles dites « propres » sont celles qui ont une notation salissement inférieure ou égale à 3 au moment des relevés.


48

Tab. 1 : Rendement moyen de 1ère coupe des luzernières en fonction de leur age.

Age de la luzernière

n Rdt moyen (t MS / ha)

Ecart type

Groupes homogènes

1 an 7 2,4 0,7 A B 2 ans 10 3,3 0,6 C 3 ans 10 3,4 1,5 B C 4 ans 10 3,2 1,0 B C 5 ans 2 1,7 0,1 A

n = nombre de parcelles concernées ; Student t-test, α=0,05

Tab. 2 : Rendement moyen de 2ème coupe des luzernières en fonction de leur age.

Age de la luzernière


Ecart type

Groupes homogènes

1 an 7 2,7 0,8 A 2 ans 8 3,6 0,3 C 3 ans 8 4,2 1,1 B C 4 ans 7 3,6 0,7 C 5 ans 3 2,6 0,5 A B

Mann-Whitney-Wilcoxon, t-test, α=0,05

5.1.3.2 – Le type de sol

Nous avons montré dans le paragraphe 2.1.4.1 de la partie II que plusieurs types de sol, ayant des caractéristiques différentes (notamment la capacité de la RU), sont présents sur la zone atelier. L’objectif est donc de déterminer quels sont les types de sol les mieux adaptés à la culture de la luzerne. Les tableaux 3 et 4 montrent les résultats des rendements moyens obtenus sur chaque type de sol pour les 2 coupes.

Tab. 3 : Rendement moyen de la luzerne sur les différents types de sol en 1ère coupe.

Types de sol n Rdt moyen (t MS / ha)

Ecart type

Groupes homogènes

Terres de vallées 4 2,0 0,3 A Groies superficielles 20 2,8 0,9 A Groies moy. et prof. 7 2,9 0,7 A Groies marneuses 4 3,6 0,7 A B Terres rouges 4 5,1 0,9 B

Mann-Whitney-Wilcoxon test, α=0,05

Tab. 4 : Rendement moyen de la luzerne sur les différents types de sol en 2ème coupe.

Types de sol n Rdt moyen (t MS / ha)

Ecart type

Groupes homogènes

Groies superficielles 20 3,3 0,7 - Groies moy. et prof. 5 3,1 0,8 - Groies marneuses 3 2,9 0,3 - Terres rouges 4 4,7 1,4 -

Student t-test, α =0,05 - = pas de différences significatives

On observe de manière générale des différences de rendements moyens des parcelles en fonction des types de sol pour les deux coupes. En 1ère coupe, les parcelles situées sur des sols de type « terres de vallées » obtiennent en moyenne les rendements les plus faibles. A l’inverse, les meilleurs rendements sont obtenus sur les parcelles situées sur terres rouges à châtaigniers où l’on obtient un rendement moyen de 5,1 t MS/ha. Le rendement moyen sur terres rouges est statistiquement équivalent à celui obtenu sur groies marneuses mais différent des rendements moyens obtenus sur terres de vallées, groies superficielles, moyennes et profondes. Cependant, notons que 3 des 4 parcelles sur terres rouges sont cultivées par le même agriculteur ; cet effet terres rouges pourrait donc être lié à la conduite de l’agriculteur. En 2ème coupe, les rendements des 4 types de sol sont statistiquement équivalents, mais, cependant, les résultats semblent suivre les tendances de la 1ère coupe (fig. 34). Pour la 2ème coupe, les résultats sur terres de vallée n’ont pas été utilisés car nous ne disposons que du résultat d’une seule parcelle sur ce type de sol. Les autres parcelles appartenant à ce type de sol ayant été fauchées avant que l’on puisse faire les prélèvements.

2,0a

2,8a 2,9a

3,6ab

5,1b

3,3 3,1

2,9

4,7

0

1

2

3

4

5

6

7

Terres de

vallées

Groies

superficielles

Groies

moyennes et

profondes

Groies

marneuses

Terres rouges

Types de sols

Rdt moyen

(t MS/ha)

1ère coupe

2ème coupe

Fig. 34 : Comparaison des rendements moyens de 1ère et 2ème coupes en fonction des types de sol.


49

5.1.3.3 – Effet de la fertilisation sur le rendement

Nous considérons ici la fertilisation phospho-potassique de la parcelle. Les parcelles dites « avec fertilisation » ont été fertilisées soit uniquement avec de la potasse (K), soit uniquement avec du phosphore (P), mais dans la majorité des cas, elle ont reçu les 2 éléments. Les résultats des tests statistiques sur les données de la 1ère coupe (tab. 5) montrent que le rendement des parcelles fertilisées est significativement supérieur à celui des parcelles non fertilisées. L’écart de production moyen est supérieur à 1 t MS/ha. Il en est de même pour la 2ème coupe (tab. 6) pour laquelle on observe un écart moyen entre les deux modalités de 0,8 t MS/ha.

Tab. 5 : Rendement moyen de la luzerne sur les parcelles avec ou sans fertilisation.


Ecart type

Groupes homogènes

Avec ferti. 28 3,4 1,1 A Sans ferti. 11 2,3 0,8 B

Student t-test, α=0,05

Tab. 6 : Rendement moyen de la luzerne sur les parcelles avec ou sans fertilisation.


Ecart type

Groupes homogènes

Avec ferti. 26 3,6 0,9 A Sans ferti. 7 2,8 0,8 B

Mann-Whitney-Wilcoxon test, α=0,05 Si l’on regarde plus en détail les rendements des parcelles groupées par niveaux de fertilisation

pour les éléments P (fig. 35) et K (fig. 36) pour les 2 coupes, on observe des différences pour ces deux éléments quelles que soient les coupes. En effet, aussi bien pour l’élément P que K, les rendements des parcelles non fertilisées sont statistiquement différents des rendements des parcelles ayant reçu une dose de potasse et/ou de phosphore supérieure à 50 U/ha.

2,5a

3,0A3,3AB

3,1ab

3,6b

4,0B

0

1

2

3

4

C1 C2

Rdt moyen

(t MS/ha)

0

]0-50]

]50-150]

2,9A

2,4a

3,3AB3,1ab

3,7b3,9B

0

1

2

3

4

C1 C2

Rdt moyen

(t MS/ha)

0

]0-50]

]50-200]

Fig. 35 : Rendement moyen des parcelles en

fonction du niveau de fertilisation (en U/ha) en phosphore en 1ère coupe (C1) et 2ème coupe (C2).

(Student t-test, α=0,05)

Fig. 36 : Rendement moyen des parcelles en fonction du niveau de fertilisation (en U/ha) en potasse en 1ère coupe (C1) et 2ème coupe (C2).

(Student t-test, α=0,05)

5.1.3.4 – Effet du désherbage hivernal sur le rendement

Le tableau 7 montre que le rendement des parcelles qui ont été désherbées durant l’hiver 2006/2007 (toutes substances actives confondues) est en moyenne significativement supérieur au rendement des parcelles non désherbées pour la 1ère coupe. Au sein de notre échantillon de parcelles, l’absence de désherbage entraîne donc une baisse du rendement de l’ordre de 1 t MS/ha (- 31%) en moyenne sur cette coupe. Dans 80% des cas, les herbicides utilisés sont le Velpar S et R-bix, soit en traitement unique, soit en mélange. Cependant, en 2ème coupe (tab. 8), on n’observe plus de différence significative entre les parcelles désherbées et non désherbées. Les notations de salissement effectués pour les deux coupes montrent en effet que les parcelles fortement infestées en 1ère coupe le sont beaucoup moins en 2ème coupe.


50

Tab. 7 : Rendements moyens des parcelles avec ou sans désherbage hivernal pour la 1ère coupe.


Ecart type

Groupes homogènes

Avec désherb. 32 3,2 1,1 A Sans désherb. 7 2,2 0,8 B


Tab. 8 : Rendements moyens des parcelles avec ou sans désherbage hivernal pour la 2ème coupe.


Ecart type

Groupes homogènes

Avec désherb. 28 3,5 0,9 - Sans désherb. 5 3,4 0,9 -

Mann-Whitney-Wilcoxon test, α=0,05

5.1.3.5 – Les mesures CAD

Sur les 9 parcelles en CAD, 8 intègrent la mesure dite « retard de fauche » qui oblige les agriculteurs à réaliser la première coupe avant le 15 mai et la 2ème coupe après le 31 juillet. Les relevés sur ces parcelles ont été effectués entre le 7 et le 10 mai. La comparaison des moyennes des rendements obtenus sur les parcelles ayant un contrat CAD et les parcelles sans contrat CAD ne montre pas de différence significative, malgré la date de fauche souvent plus précoce en 1ère coupe et plus tardive en 2ème coupe (tab. 9 et 10). En effet, la différence entre les rendements moyens des parcelles CAD et non CAD n’est que de 0,3 t MS/ha en 1ère coupe et 0,1 t MS/ha en 2ème coupe.

Tab. 9 : Rendements moyens de la luzerne sur les parcelles avec ou sans CAD pour la 1ère coupe.


Ecart type

Groupes homogènes

Avec CAD 9 2,8 0,8 - Sans CAD 30 3,1 1,2 -


Tab. 10 : Rendements moyens de la luzerne sur les parcelles avec ou sans CAD. Pour la 2ème coupe.


Ecart type

Groupes homogènes

Avec CAD 8 3,5 0,7 - Sans CAD 25 3,4 1,0 -


Cependant, compte tenu du rallongement du cycle de la 2ème coupe pour les parcelles CAD, il faut noter qu’il y aura une perte de production pour la 3ème coupe qui sera réalisée plus tard que sur les parcelles non CAD.

Tous ces résultats montrent que de nombreuses variables sont responsables des baisses de

rendements observés sur la zone PRAITERRE. A présent, la comparaison des rendements observés aux rendements potentiels simulés par le modèle de croissance de la luzerne va nous permettre de masquer l’effet du climat et de la réserve utile sur le rendement des parcelles. Cela nous permettra donc peut-être de mieux mettre en évidence l’effet des autres facteurs.

5.2 – Comparaison des valeurs observées aux valeurs simulées par le modèle

Nous venons de mettre en évidence l’impact de 4 facteurs sur le rendement de la luzerne : l’âge, le type de sol, la fertilisation et le désherbage hivernal. La comparaison des résultats observés avec des simulations d’un modèle permet de compléter cette analyse et de mieux quantifier le niveau des pertes de rendement dues aux facteurs précédemment cités. L’utilisation du modèle permet également de comparer les parcelles indépendamment des dates de coupes. Pour plus de lisibilité, nous analyserons d’abord les résultats de la 1ère coupe puis ceux de la 2ème coupe en suivant le même raisonnement.

5.2.1 – Résultats des simulations de 1ère coupe

La figure 37 présente les résultats des comparaisons entre les rendements observés et simulés pour chaque parcelle pour la 1ère coupe.


51

Fig. 37 : Comparaison des rendements observés et simulés pour la 1ère coupe.

Conformément à nos attentes, on observe dans tous les cas un rendement simulé supérieur au rendement observé puisque le rendement simulé traduit le potentiel de production maximale des parcelles en fonction des conditions climatiques et de la réserve utile des sols. Cependant, on observe dans de nombreux cas un écart important entre les deux rendements. L’écart moyen (EM1) est de 2,2 t MS/ha, il varie de 0,3 à 6,2 t MS/ha ; 90% des parcelles ont un écart supérieur ou égal à 1 t MS/ha pour la première coupe (fig. 38), et seules 2 parcelles se trouvent dans l’intervalle de la marge d’erreur du modèle fixée à 10% (partie grisée de la figure 37). Autrement dit, selon les résultats du modèle, seules 2 parcelles atteignent le potentiel pédoclimatique. Notons également que 4 autres parcelles ont leur écart-type qui entre dans la zone de marge d’erreur du modèle.

3%

8%

15%

23%

41%

10%

0

5

10

15

20

[0;1[ [1;2[ [2;3[ [3;4[ [4;5[ [5;6[ [6;7[

Ecart entre le rdt simulé

et le rdt observé (t MS/ha)

Nombre de

parcelles

Cet écart élevé est dû à une fauche très tardive, or le modèle à tendance à sous

estimer les pertes de biomasse par sénescence, ce qui explique la valeur

simulée élevée

3%

8%

15%

23%

41%

10%

0

5

10

15

20

[0;1[ [1;2[ [2;3[ [3;4[ [4;5[ [5;6[ [6;7[



Nombre de

parcelles

Cet écart élevé est dû à une fauche très tardive, or le modèle à tendance à sous

estimer les pertes de biomasse par sénescence, ce qui explique la valeur

simulée élevée

Fig. 38 : Distribution des parcelles en fonction des écarts entre les rendements simulés et observés.

1 Formule de calcul : ∑

=

−⋅=n

i iiMSobsMSsim

nEM

1)(

1avec n le nombre de parcelles.


52

Afin d’être plus précis dans cette analyse, nous allons utiliser un indicateur qui permet de quantifier l’écart entre les valeurs observées et les valeurs simulées. L’écart relatif1 (ER) est le rapport entre l’écart (MSsim - MSobs) et la valeur simulée (MSsim) ; il traduit donc l’importance de l’écart entre les deux valeurs par rapport à la valeur de référence qui est la simulation (MSsim). L’ER tend idéalement vers zéro, il est négatif si le rendement observé est supérieur au rendement simulé.

Nous allons maintenant calculer l’ER moyen de chaque modalité pour chacun des 4 facteurs qui ont une influence sur le rendement, ainsi que les mesures CAD. Ces résultats sont présentés dans le tableau 11.

Tab. 11 : Écart relatif (ER) moyen sur les résultats de la 1ère coupe pour les 5 variables retenues.

n ER

moyen Ecart type

Groupes homogènes

Ensemble des parcelles 39 0,43 0,17 1 an 7 0,57 0,08 A 2 ans 10 0,38 0,08 C 3 ans 10 0,32 0,19 B C 4 ans 10 0,40 0,14 C 5 ans 2 0,66 0,02 A B Terres rouges 4 0,20 0,07 C Groies marneuses 4 0,41 0,10 B Groies superficielles 20 0,42 0,18 A B Groies moyennes et profondes 7 0,53 0,10 A B Terres de vallées 4 0,60 0,08 A Avec fertilisation 28 0,38 0,16 A Sans fertilisation 11 0,56 0,13 B Avec désherbage 32 0,40 0,15 A Sans désherbage 7 0,60 0,17 B Sans CAD 30 0,45 0,18 - Avec CAD 9 0,39 0,12 -

Mann-Whitney-Wilcoxon test, α= 0,05

L’écart relatif moyen sur l’ensemble des parcelles est de 0,43 ; ce qui signifie qu’en moyenne, le

rendement observé sur les parcelles correspond à 57% du rendement simulé ou rendement potentiel (1 - 0,43). Ensuite, si l’on regarde les résultats pour chacun des facteurs, on observe que concernant le facteur âge, les meilleures estimations sont obtenues pour les parcelles de 2, 3 et 4 ans. Les parcelles de 2 et 4 ans ont des ER moyens statistiquement plus faibles que les parcelles de 1 et 5 ans. Les estimations sur terres rouges sont assez bonnes puisque en moyenne l’ER n’est que de 0,20. Sur les autres types de sol, les écarts relatifs moyens sont plus élevés. Enfin, pour les facteurs fertilisation (fig. 39) et désherbage (fig. 40), on observe que ces pratiques culturales permettent de réduire significativement l’ER moyen puisque dans ces deux cas, les points des parcelles non fertilisées ou non désherbées se situent, en moyenne, à une distance plus élevée de la médiane (rdtsim = rdtobs) que les parcelles fertilisées ou désherbées. Cependant, on observe d’une part, que les parcelles non fertilisées et non désherbées sont en effectifs faibles et, d’autre part, que 5 des 7 parcelles non désherbées sont également non fertilisées, il y a donc un risque de confusion d’effet qu’il est important de prendre en compte avant de conclure.

1 Formule de calcul :

MSsim

MSobsMSsimER

−= avec MSsim le rendement simulé et MSobs le rendement observé.


53

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 8 10

Valeurs simulées

Vale

urs

observ

ées

Parcelles fertilisées

Parcelles non fertilisées

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 8 10

Valeurs simulées

Vale

urs

observ

ées

Parcelles désherbées

Parcelles non désherbées

Fig. 39 : Comparaison des rendements simulés et observés en fonction de la fertilisation.

Fig. 40 : Comparaison des rendements simulés et observés en fonction du désherbage.

5.2.2 – Résultats des simulations de 2ème coupe

La figure 41 présente les résultats des comparaisons entre les rendements observés et simulés pour chaque parcelle pour la 2ème coupe.

Fig. 41 : Comparaison des rendements observés et simulés pour la 2ème coupe.

Contrairement aux résultats de la 1ère coupe, on observe, ici, 6 parcelles pour lesquelles le rendement simulé est inférieur au rendement observé (parcelles situées au-dessus de la médiane). Le modèle a donc sous-estimé le rendement de ces parcelles. L’écart moyen (EM1) entre les deux rendements est de 1,6 t MS/ha. L’histogramme de répartition des parcelles en fonction des écarts entre valeurs simulées et observées (fig. 42) montre que 76% des parcelles ont un écart inférieur à 2 t MS/ha. A l’inverse, 24% des parcelles ont un écart supérieur à 2 t soit 8 parcelles dont 7 parcelles en CAD retard de fauche sur 8 parcelles CAD au total.

1 Dans ce cas, nous avons des écarts entre rendements simulés et observés qui sont négatifs pour certaines parcelles. Afin de ne pas avoir de phénomène de compensation entre valeurs positives et négatives pour le calcul de l’EM, nous avons normé l’ensemble des écart négatifs. Par la suite, dans l’analyse statistique, nous reprendrons les valeurs négatives.


54

3%6%

12%

3%

33%

43%

0

5

10

15

[0;1[ [1;2[ [2;3[ [3;4[ [4;5[ [5;6[



Nombre de

parcelles

24% des parcelles, soit 8 parcelles dont 7 en CAD

3%6%

12%

3%

33%

43%

0

5

10

15

[0;1[ [1;2[ [2;3[ [3;4[ [4;5[ [5;6[



Nombre de

parcelles

24% des parcelles, soit 8 parcelles dont 7 en CAD

Fig. 42 : Distribution des parcelles en fonction des écarts entre les rendements simulés et observés. La représentation graphique des parcelles CAD et non CAD (fig. 43) confirme l’observation

selon laquelle les parcelles CAD ont des valeurs simulées très largement supérieures aux valeurs observées. Afin de ne pas biaiser les résultats suivants, nous n’utiliserons pas les résultats des parcelles CAD, nous justifierons ce choix dans la partie discussion du rapport sur les limites du modèle de croissance.

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 8 10

valeurs simulées

vale

urs

observ

ées

CAD

non CAD

Rdt surestimé par le

modèle car les coupes

sont trop tardives

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 8 10

valeurs simulées

vale

urs

observ

ées

CAD

non CAD

Rdt surestimé par le

modèle car les coupes

sont trop tardives

Fig. 43 : Comparaison des valeurs simulées et observées pour les parcelles CAD et non CAD. Ainsi, si l’on calcul a présent l’écart moyen entre le rendement simulé et le rendement observé

en excluant les parcelles CAD, on obtient un écart moyen inférieur à 1 tonne (0,96 t) alors que nous avions précédemment 1,6 t, ce qui montre le biais apporté par les parcelles CAD sur la 2ème coupe. A présent, nous allons réaliser, comme pour la 1ère coupe, des analyses statistiques sur chacun des facteurs retenus.


55

Tab. 12 : Écart relatif (ER) moyen sur les résultats de la 1ère coupe pour les 5 variables retenues en excluant les résultats des parcelles CAD.

n ER

moyen Ecart type

Groupes homogènes

Ensemble des parcelles 25 0,10 0,29 1 an 5 0,31 0,17 A 2 ans 5 - 0,13 0,37 B 3 ans 5 - 0,07 0,20 B 4 ans 7 0,10 0,13 A B 5 ans 3 0,39 0,06 A Terres rouges 4 - 0,04 0,36 - Groies superficielles 14 0,14 0,22 - Groies moyennes et profondes 3 0,21 0,12 - Groies marneuses 3 0,23 0,04 - Avec fertilisation 20 0,09 0,28 - Sans fertilisation 5 0,13 0,30 - Avec désherbage 21 0,05 0,29 A Sans désherbage 4 0,35 0,08 B

Mann-Whitney-Wilcoxon test, α= 0,05

L’écart relatif moyen sur l’ensemble des parcelles est de 0,10. Si l’on regarde les résultats pour chaque facteur, on observe que, concernant l’âge de la luzernière, on obtient des résultats assez similaires à l’analyse effectuée sur les rendements observés. Cependant, concernant les types de sol et la fertilisation, on n’observe pas d’effet de ces facteurs sur l’écart relatif. Enfin, les parcelles non désherbées ont des écarts relatifs statistiquement supérieurs aux parcelles désherbées.

5.2.3 – Evolution des écarts relatifs de 1ère et 2ème coupes

La figure 44 montre l’évolution des écarts relatifs des parcelles entre la 1ère et la 2ème coupe à l’exception des parcelles CAD pour lesquelles la valeur simulée de 2ème coupe a été surestimée. On observe que pour 19 des 20 parcelles représentées, l’ER de 1ère coupe est supérieur à celui de 2ème coupe (points sous la droite d’égalité des ER. Cette observation confirme à nouveau que les simulations sont meilleures en 2ème qu’en 1ère coupe, notamment en raison du moindre salissement des parcelles.

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8

Ecart relatif

1ère coupe

Ecart relatif

2ème coupe

ER coupe 1 = ER coupe 2

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8

Ecart relatif

1ère coupe

Ecart relatif

2ème coupe

ER coupe 1 = ER coupe 2

Fig. 44 : Lien entre les écarts relatifs de 1ère et 2ème coupes.


56

5.3 – Analyse multifactorielle L’objectif de cette analyse est de hiérarchiser les facteurs précédemment cités en fonction de

leurs contributions respectives à la variabilité du rendement de la luzerne. Pour cela, nous avons réalisé des régressions multiples au moyen du logiciel SAS. Les variables à expliquer sont d’une part les rendements de 1ère et 2ème coupes et, d’autre part, les écarts relatifs entre les rendements observés et simulés pour les deux coupes. Les variables explicatives retenues sont l’âge de la luzerne, les CAD (présence/absence), le traitement herbicide (présence/absence), la dose de phosphore et de potasse (en U/ha) et le type de sol.

5.3.1 – Résultats pour la 1ère coupe

L’analyse effectuée sur les rendements observés de la 1ère coupe montre que le premier facteur qui influence le rendement est le type de sol (P = 0,0011). Ensuite, deux autres variables ont des effets très significatifs : le traitement herbicide (P = 0,0106) et la dose de potasse (P = 0,0121). Enfin, l’âge a également un effet significatif sur le rendement (P = 0,0221).

Concernant l’analyse sur les écarts relatifs de la 1ère coupe, ce sont les mêmes variables qui expliquent cette variable que le rendement (sauf l’âge qui n’a plus d’effet significatif). Cependant, les résultats montrent cette fois-ci une hiérarchie différente puisque la première variable qui influence l’écart relatif en 1ère coupe est le traitement herbicide (P = 0,0013), suivie par le type de sol (P = 0,0093) et la potasse (P = 0,0135).

5.3.2 – Résultats pour la 2ème coupe

L’analyse sur les données de la 2ème coupe ne révèle aucun facteur influençant de façon significative le rendement de 2ème coupe. Cependant, concernant l’étude des écarts relatifs, seule l’absence ou la présence de CAD sur la parcelle à un impact significatif sur cette variable (P = 0,0239).

6 – RESULTATS COMPLEMENTAIRES

Au cours de cette étude et notamment durant des prélèvements, plusieurs autres mesures ont été effectuées telle que la hauteur moyenne du couvert. Dans cette partie, nous allons donc tenter d’analyser ces données et de comprendre comment certaines de ces données pourraient être valorisées, notamment pour faciliter l’estimation du rendement des parcelles.

6.1 – Estimation de la biomasse de luzerne à partir de la hauteur du couvert

Chaque fois que nous avons réalisé des prélèvements pour estimer le rendement des parcelles, nous avons également effectué une estimation de la hauteur de la luzerne à partir de 5 mesures sur l’ensemble de la parcelle. Il est donc intéressant de voir s’il existe une relation entre le rendement observé et la hauteur du couvert. Ces résultats sont présentés sur la figure 45. Afin de ne pas biaiser les résultats, nous ne prenons en compte que les parcelles où la luzerne est bien développée (note de salissement par les adventices inférieure à 4).


57

y = 41,20Ln(x) + 19,83

R2 = 0,73

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8

Rendement estimé

(t MS/ha)

Hauteur de la

luzerne (cm)

Fig. 45 : Lien entre la hauteur de la luzerne et le rendement des parcelles propres

(note salissement < 4).

Ces résultats obtenus à partir des estimations sur 51 parcelles (1ère et 2ème coupes confondues) montrent qu’il existe une relation assez forte entre la hauteur de la luzerne et le rendement estimé (r² = 0,73). Ceci n’est bien sûr pas surprenant, mais cette relation pourra être utile pour estimer plus facilement le rendement d’une parcelle de luzerne ayant un taux de salissement inférieur à 25% de la surface de la parcelle.

6.2 – Relation entre le rendement estimé par la méthode des placettes et celui estimé à partir des données des agriculteurs

Les résultats de la 1ère coupe (fig. 46 et 47) montrent qu’il est impossible d’établir un lien entre, d’une part le rendement estimé et le rendement de l’agriculteur (r² = 0,02), et d’autre part le rendement estimé et le nombre de bottes récoltées sur la parcelle (0,11).

y = 0,17x + 2,21

R2 = 0,02

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6

Rendement observé

par prélèvements

(t MS/ha)

Rdt données

de l'agriculteur

(tMS/ha)

y = 1,11x + 5,72

R2 = 0,11

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 1 2 3 4 5 6

Rendement observé

par prélèvements

(t MS/ha)

Rendement

en nombre de

bottes / ha

Fig. 46 : Relation entre le rendement observé lors des prélèvements et le rendement estimé à partir des

données des agriculteurs pour la 1ère coupe.

Fig. 47 : Relation entre le rendement observé lors des prélèvements et le nombre de bottes/ha pour la 1ère

coupe.


58

En 2ème coupe (fig. 48 et 49), il semble exister un lien entre ces variables. Cependant, que ce soit pour le nombre de bottes (r² = 0,43) ou le rendement de l’agriculteur (r² = 0,55), ils sont faiblement corrélés au rendement estimé lors des prélèvements.

y = 0,79x + 0,17

R2 = 0,55

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6

Rendement observé

par prélèvements

(t MS/ha)

Rdt données

de

l'agriculteur

(tMS/ha)

y = 2,07x + 1,91

R2 = 0,43

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 2 3 4 5 6

Rendement observé

par prélèvements

(t MS/ha)

Rendement en

nombre de

bottes / ha

Fig. 48 : Relation entre le rendement observé lors des prélèvements et le rendement estimé à partir des

données des agriculteurs pour la 2ème coupe.

Fig. 49 : Relation entre le rendement observé lors des prélèvements et le nombre de bottes/ha pour la 2ème

coupe.

59

PARTIE IV

Discussion et perspectives

1 – UN ECHANTILLON DE PARCELLES REPRESENTATIF DE LA REALITE

A l’inverse d’une expérimentation classique en petites parcelles qui permet de contrôler de nombreux facteurs et de pouvoir ainsi répéter les différentes combinaisons possibles de facteurs, cette étude s’appuie sur des luzernières préexistantes, sur lesquelles nous ne contrôlons ni les facteurs pédoclimatiques et techniques (ITK), ni l’historique des parcelles. Il a cependant été décidé de réaliser cette étude sur des parcelles de la zone elle-même, en conditions réelles, car l’une des préoccupations du programme PRAITERRE est d’intégrer les agriculteurs dans des démarches d’améliorations et de réflexion sur les systèmes d’exploitation et de comprendre la variabilité des rendement telle qu’elle se présente sur la zone atelier.

Ainsi, l’analyse réalisée dans le paragraphe 2.1 de la partie résultat montre que l’échantillon de

parcelles sélectionnées au cours des enquêtes présente un certain nombre de limites. Tout d’abord, concernant le facteur âge, nous avons une bonne image des parcelles de 1 à 4 ans qui représentent chacune autour de 20 à 30% de l’échantillon alors que nous avons peu de parcelles de 5 ans (6,5%). On observe en effet (fig. 25 partie III) que moins de 7% des parcelles de la zone atelier ont 5 ans ou plus, ce qui explique la difficulté de trouver des luzernières de cet âge. De plus, parfois les agriculteurs ne souhaitaient pas sélectionner les parcelles de 5 ans qui pouvaient être très sales.

Concernant la représentation des différents types de sol dans l’échantillon, on constate que la moitié des parcelles se situe sur groies superficielles alors que les 5 autres types de sol représentent chacun moins de 15% de l’échantillon. Deux raisons expliquent ce type de répartition. Tout d’abord, il est évident que tous les sols n’occupent pas la même proportion en terme de surface sur la zone PRAITERRE. Ainsi, si l’on compare les pourcentages pour chaque sol entre la zone atelier et l’échantillon, on observe que les écarts sont relativement faibles entre la réalité et l’échantillon (fig. 26), à l’exception des groies moyennes et profondes qui sont sous représentées dans notre échantillon. Ces deux types de sol, aux caractéristiques voisines, ont donc été regroupés lors des analyses statistiques. L’autre raison est qu’en règle générale, les agriculteurs préfèrent réserver les « meilleures » terres de l’exploitation (celles qui ont le meilleur potentiel de production) pour d’autres cultures que la luzerne (ex : maïs, blé…) ; c’est pourquoi il est difficile de trouver des luzernes sur des parcelles à sols profonds et réserve utile élevée (ex. : terres rouges, …). Nous avons donc dû sélectionner des parcelles légèrement hors des limites de la zone atelier pour trouver des luzernes sur terres rouges. Il sera donc important par la suite de rester prudent sur les conclusions concernant les catégories de sols sous représentées.

Partie IV : Discussion et perspectives

60

34,2

29,7

10,3 8,7 8,6 7,7

0,7

50,0

13,0

4,4

8,7

13,010,9

0,00

10

20

30

40

50

60

Groies

superficielles

Groies

moyennes

Groies

profondes

Groies

marneuses

Terres de

vallées

Terres rouges Autres

Types de sols

%

% sur la zone atelier

% de l'échantillon

Fig. 50 : Comparaison des proportions des types de sol entre la zone atelier et l’échantillon de parcelles sélectionnées (en %).

Un autre facteur qui n’a pas été pris en compte lors de la constitution de l’échantillon est

l’itinéraire technique des parcelles et notamment le désherbage et la fertilisation phospho-potassique. Ainsi, nous verrons par la suite que l’une des limites des analyses statistiques sur ces deux variables réside dans le manque de répétitions de certaines modalités, puisque en générale, l’une des deux modalités est sous représentée par rapport à l’autre. Cependant, le fait de ne pas avoir pris en compte ces éléments lors du choix des parcelles permet de penser que nous avons, pour ces variables, un échantillon assez représentatif de la zone, ce qui permet d’avoir une idée des pratiques moyennes sur la zone (et donc des fréquences de traitement ou de fertilisation).

2 – LE MODELE DE CROISSANCE DE LA LUZERNE, SES LIMITES

2.1 – Incertitudes liées aux données d’entrée du modèle

2.1.1 – L’estimation de la date de démarrage de végétation post-hivernal

L’une des difficultés du modèle pour la 1ère coupe est d’estimer la date de reprise de croissance de la luzerne. Pour chaque parcelle, une date de redémarrage post-hivernal a été attribuée en fonction du développement de la luzerne à la sortie de l’hiver / début du printemps. Pour cela, nous avons utilisé deux séries de photos. La première série a été réalisée entre le 5 et le 21 mars 2007 et la seconde les 4 et 5 avril 2007. Finalement, les dates de démarrage attribuées s’échelonnent entre le 1er mars et le 15 avril selon les parcelles.

Compte tenu de l’importance des écarts entre valeurs simulées et observées, nous avons cherché à déterminer, pour chaque parcelle, la date de démarrage qui permettait d’avoir un écart qui soit le plus faible possible entre ces deux valeurs (E. Sauboua). Nous avons fixé une limite maximum de 20 jours entre cette date et celle précédemment attribuée. Cette opération de calage de la date permet de réduire sensiblement l’écart moyen entre rendements simulés et observés qui passe de 2,2 à 0,8 t MS/ha. Cependant, pour ce faire, il a fallu retarder la date de démarrage de végétation de plus de 17 jours en moyenne ; ce qui, au regard des séries de photos, paraît étonnant. De plus, cette opération de calage implique que les luzernes soient conduites en conditions optimales pour que l’écart entre le rendement simulé et observé soit uniquement dû à la date de démarrage. Or, dans notre cas, les résultats montrent que peu de parcelles sont conduites de façon optimale. Nous avons donc gardé les dates précédemment attribuées pour réaliser les simulations des 1ère et 2ème coupes.

Etude de la variabilité du rendement de la luzerne dans la plaine sud de Niort

61

2.1.2 – L’estimation de la réserve utile

Compte tenu du manque de précision de la méthode d’estimation de RU utilisée, nous avons attribué à chaque parcelle non pas une valeur mais une plage des RU d’amplitude allant de 10 à 40 mm. Les simulations ont été effectuées en utilisant la valeur minimale de chaque plage pour limiter le rendement simulé. De plus, les RU ont été attribuées notamment à partir de référentiels empruntés aux cultures annuelles (annexe 4). Or on sait que la luzerne a une capacité d’enracinement supérieure à la plupart des cultures annuelles et qu’elle extrait par exemple plus d’eau du sol que le blé, notamment en profondeur (Jefferson et Cutforth, 2005). Cependant, la description du climat et l’évolution de la RU des sols (§ 3 de la partie III) montrent que cette année, il n’y a eu que de très faibles stress hydriques sur les deux premières coupes.

2.2 – Les limites du modèle

2.2.1 – Le calage du modèle

Selon Loyce et Wery (2006), une phase de calibrage (ou calage) du modèle et de test de sa capacité prédictive dans la région d’étude constitue un préalable essentiel à l’utilisation d’un modèle. Dans cet objectif et étant donné que le modèle a été réalisé à partir de résultats d’essais en Champagne, le modèle de croissance de la luzerne a été calibré par E. Sauboua à partir de différentes données d’expérimentations menées dans les INRA de Grignon et Lusignan, et ensuite validé à partir des données des essais CTPS (Comité Technique Permanent de la Sélection des Plantes Cultivées) réalisés à Lusignan. Ses conclusions montrent que la 1ère coupe est moins bien reproduite que la 2ème coupe. Elles montrent également un effet variétés puisque les résultats des simulations de 2ème coupe sont meilleurs pour la variété Europe que pour la moyenne des autres variétés. De plus, le modèle n’a pas été calibré sur plusieurs types de sol mais uniquement sur terres rouges.

2.2.2 – L’efficacité du modèle dépend de la durée du cycle de végétation

Le modèle prend en compte la sénescence des feuilles situées dans la partie basse de la plante en calculant la diminution du rayonnement intercepté dû à la sénescence foliaire ; ce qui aboutit à une perte de matière sèche aérienne (MSa) prise en compte dans le calcul final du rendement simulé. Cependant, ce modèle a été calé pour des durées de repousses de 4 à 6 semaines qui sont habituellement pratiquées. Pour des durées de repousses supérieures, de l’ordre de 10 semaines (CAD), le modèle continu à accumuler de la matière sèche alors que la croissance est probablement fortement ralentie. Pour cela, nous comparons les résultats du modèle et des données réellement observées au moyen de la variation de l’écart relatif (ER) en fonction de la durée du cycle de végétation pour la 1ère (fig. 51) et la 2ème coupe (fig. 52) sur les parcelles propres.

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

20 40 60 80 100Durée du cycle de

végétation (en jours)

Ecart relatif

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

20 40 60 80 100Durée du cycle de

végétation (en jours)

Ecart relatif

Fig. 51 : Variation de l’écart relatif en fonction de la

durée du cycle de 1ère coupe. Fig. 52 : Variation de l’écart relatif en fonction de la

durée du cycle de 2ème coupe.


62

Ces deux figures montrent que l’écart relatif varie en fonction de la durée du cycle de végétation tant en 1ère qu’en 2ème coupe. Pour la 1ère coupe, les meilleures estimations (ER faibles) sont obtenues pour un cycle de végétation variant entre 60 et 75 jours. Au deçà de 60 jours et au delà de 75 jours, l’écart relatif est plus élevé. Même si le r² est faible (0,43), ces résultats tendent à montrer que tant pour un cycle court (< 60 jours) que pour un cycle long (> 75 jours), le modèle à tendance à surestimer le rendement.

Concernant la 2ème coupe, on observe une tendance différente. Les parcelles qui obtiennent les plus faibles ER ont une durée de cycle qui varie entre 30 et 50 jours. Il n’est pas étonnant d’observer que ce cycle est plus court qu’en 1ère coupe car le démarrage après une coupe est plus rapide que le démarrage post-hivernal. Les parcelles qui ont une durée de cycle supérieure à 50 jours (toutes des parcelles CAD retard de fauche) ont un ER élevé, deux raisons peuvent expliquer cette observation : soit la sénescence est sous-estimée, soit la relation entre la croissance et le LAI est différente compte tenu que la plante a passé le stade floraison. Enfin, on observe que certaines parcelles qui ont une durée de cycle court ont un ER négatif, ce qui signifie que le rendement observé est supérieur au rendement simulé. Ce qui laisse penser que pour des cycles courts, le modèle à tendance à sous-estimer le rendement. Cependant, pour cette même durée de cycle, on observe également d’autres parcelles ont un ER positif. Il n’est donc pas possible de se prononcer sur le comportement du modèle vis-à-vis d’un cycle court en 2ème coupe.

3 – SPECIFICITE DU CLIMAT DE L’ANNEE 2007

A l’inverse des 3 années précédentes qui ont été marquées par de fortes sécheresses estivales, l’année 2007 a été très pluvieuse puisque le cumul des précipitations de janvier à août s’élève à 666 mm alors que la moyenne quarantenaire (1967-2006) est de 506 mm pour la même période. Ainsi, on observe un léger stress hydrique uniquement à la fin du mois d’avril, d’une durée d’environ une semaine seulement.

Or la première hypothèse de cette étude consistait à vérifier que, sur la zone d’étude, l’offre hydrique était bien le premier facteur de variation du rendement de la luzerne au travers du niveau de la réserve utile des différents types de sol.

Le contexte particulier de cette année ne nous permet donc pas de vérifier cette hypothèse puisque les quelques stress hydriques observés ne sont pas suffisants pour permettre de discriminer les sols. Cependant, d’autres facteurs de variation du rendement de la luzerne sur la zone ont été identifiés, c’est ce que nous allons maintenant développer.

4 – LE DEMARRAGE DE VEGETATION DEPEND DE L’AGE ET DU TYPE DE SOL

Les résultats des notations démarrage de végétation montrent que la reprise de végétation est plus rapide sur les parcelles de 2, 3 et 4 ans et plus faible sur les parcelles de 1 et 5 ans. Pour les parcelles en première année de production, il est possible que le ralentissement du démarrage soit dû à un système racinaire qui n’est pas encore complètement développé et des réserves carbonées et azotées plus faibles que pour les luzernes bien installées. Pour les luzernes de 5 ans, les résultats des notations d’adventices montrent que le taux de salissement de ces parcelles est plus important que sur les parcelles plus jeunes. Les adventices peuvent alors entrer en concurrence avec la luzerne et ralentir son développement.

La précocité de démarrage de végétation de la luzerne est également dépendante du type de sol. Le démarrage de végétation semble plus rapide sur les terres de groies (tous types confondus) et sur les terres rouges que sur les terres de vallées. Sur ces sols, nous avons observé lors des enquêtes parcellaires de mars que la plupart de ces sols étaient hydromorphes et gorgés d’eau à cette époque ; ce qui explique le retard de reprise de végétation par un ralentissement du réchauffement du sol mais surtout à cause de l’asphyxie des racines. Pour cette raison, ce type de sol, dans la région, semble peu adapté à la culture de la luzerne.


63

5 – MISE EN EVIDENCE DE 5 FACTEURS RESPONSABLES DE LA VARIABILITE DES RENDEMENTS DE LA LUZERNE

Nous allons maintenant commenter et tenter de tirer des conclusions des analyses statistiques effectuées sur les résultats des rendements observés ainsi que celles effectuées sur les résultats du modèle pour les 2 coupes. Nous insisterons notamment sur les liens existant entre ces deux techniques d’analyse.

5.1 – Les luzernes de 2 à 4 ans sont les plus productives Toutes les analyses effectuées au cours de cette étude concernant l’impact de l’âge de la

luzernière sur son rendement montrent que les luzernes atteignent leur production maximale à partir de 2ème année de production. Ce niveau élevé de production est maintenu les 2 années suivantes pour décroître ensuite très fortement en 5ème année ; on observe alors une baisse de rendement supérieure à 1 t MS/ha sur chacune des 2 coupes.

Comme pour les vitesses de démarrage de végétation, nous pensons que le rendement inférieur en 1ère année de production est dû au fait que la luzerne n’est pas encore complètement installée (développement racinaire), ce qui explique que les premières années, la luzerne utilise l’eau présente dans les couches supérieures du sol (Jefferson et Cutforth, 2005). En 5ème année, la chute du rendement est à associer avec l’augmentation du salissement de la parcelle. Selon Bowley (1991), le risque de destruction de la luzerne augmente avec l’âge du peuplement, les luzernes de 3 ou 4 ans subissent plus de dégâts en hiver que les parcelles de 1 ou 2 ans exploitées de la même façon ; ces dégâts ont alors des répercussions sur les rendements des années suivantes. Cependant, comme nous l’avons déjà mentionné précédemment, nous avons peu de parcelles de 5 ans dans notre échantillon, nous devons donc être prudent sur l’interprétation des résultats des parcelles de 5 ans.

5.2 – En l’absence de sécheresse, l’impact du type de sol est faible Au regard des résultats obtenus, un type de sol semble obtenir des rendements sensiblement

supérieur aux autres. En effet, les résultats des rendements sur terres rouges sont toujours plus élevés (parfois significativement supérieurs) aux résultats obtenus sur les autres types de sol. Or on observait précédemment que le démarrage de végétation était aussi rapide sur groies que sur terres rouges. Il y a donc eu une croissance plus rapide de la luzerne sur les terres rouges par rapport aux groies peut-être grâce à un meilleur enracinement. On sait également que les années précédentes ont été caractérisées par de fortes sécheresses, il peut y avoir un effet inter annuel qui expliquerait que les luzernières sur groies soient « épuisées » à cause des sécheresses d’été qui se sont succédées. Concernant les simulations, on observe à nouveau que les écarts relatifs sont plus faibles pour les terres rouges. Rappelons que le modèle a été calé sur des données d’expérimentations effectuées sur terres rouges (à Lusignan), ce qui peut expliquer en partie les bonnes performances du modèle pour ce type de sol. Cependant, il faut noter que les données sur terres rouges sont issues de 4 parcelles dont 3 appartiennent à la même exploitation. Il est donc difficile de généraliser ces résultats à toutes les terres rouges puisque dans notre cas, il est difficile de déterminer si l’effet observé est dû au type de sol ou à l’agriculteur.

Pour les autres types de sol, il ne semble pas exister de différences significatives dans les performances des différentes groies et des terres de vallées ; même si ce dernier type de sol souffre d’un retard de reprise de végétation à la sortie de l’hiver. Il est donc déconseillé de semer de la luzerne dans ce type de sol qui présente de forts risques d’hydromorphie qui selon Bowley (1991), accélère la destruction de la luzerne. Cependant, sur ce type de sol, il serait intéressant d’étudier le comportement de la luzerne en année sèche en 2ème coupe par rapport aux terres de groies. Il est possible que le niveau de production sur terres de vallées serait alors plus élevé compte tenu de la capacité de stockage de la réserve utile.


64

5.3 – Fertilisation : éviter les impasses La fertilisation semble avoir un effet sur le niveau de rendement de la luzerne avec en moyenne

un gain supérieur à une tonne de MS par coupe pour les parcelles fertilisées. Les résultats des simulations du modèle montrent également un effet fertilisation en 1ère coupe mais pas en 2ème coupe. Cependant, notons que pour cette analyse, nous ne disposions pas du stock de P et K présent déjà dans le sol, ce qui aurait probablement permis d’affiner les résultats.

Si l’on regarde pour chacun des éléments P et K, on observe la même tendance ; les différences sont significatives lorsqu’on apporte au moins 50 U de P et/ou de K par rapport aux parcelles non fertilisées. Ces résultats nous amènent à conseiller de réaliser un apport de 50 à 70 U de phosphore et de 80 à 100 U de potasse chaque année, doses à moduler en fonction de l’historique de fertilisation de la parcelle et de l’objectif de rendement. En effet, la luzerne étant moyennement exigeante en phosphore et très exigeante en potasse (source : COMIFER), il est important de ne pas faire d’impasse d’une année à l’autre. Or, les enquêtes montrent qu’une part importante des parcelles n’ont pas reçu de fertilisation phosphatée (34%) et potassique (41%) cette année. Ces données indiquent donc que la fertilisation est un élément important à prendre en compte pour améliorer la production de la luzerne puisque dans notre échantillon les impasses concernent une part importante des parcelles.

De plus, les enquêtes indiquent également que les agriculteurs réalisent rarement des apports en oligo-éléments sur la luzerne. Or ces éléments (bore, molybdène…) ne sont pas à négliger car ils peuvent être responsables de carences sur cette culture (Coppenet et al., 1989). Pour cela, nous conseillons de réaliser une analyse de sol l’année d’implantation de la luzerne qui permettra d’identifier les éléments à corriger ou à surveiller au cours des 5 années de cultures.

5.4 – Le désherbage : quels produits à l’avenir ? La réalisation d’un désherbage en hiver permet d’augmenter significativement le rendement de

la 1ère coupe avec un gain d’une tonne de MS en moyenne. Notons cependant que dans notre échantillon, seulement 7 parcelles n’ont pas été désherbées contre 32 qui ont été désherbées, il y a donc un déséquilibre dans l’échantillon pour cette variable. L’impact du désherbage hivernal ne se retrouve pas en 2ème coupe. En effet, on observe que les parcelles sales en 1ère coupe sont beaucoup plus propres à la coupe suivante. Nous pensons que la fauche des adventices et la croissance rapide de la luzerne après la coupe permettent de concurrencer efficacement les mauvaises herbes.

Les herbicides ont été utilisés sur 80% des parcelles de l’échantillon cette année. Les produits les plus largement utilisés sont le Velpar S (paraquat) et l’R-bix (hexazinone) qui semblent donc efficaces pour contrôler les adventices sur luzerne. Cependant, après l’interdiction d’utiliser du Gramoxone Plus (paraquat + diquat) en 2006, cette année l’utilisation de l’R-bix a également été interdite avec effet immédiat et l’interdiction du Velpar S sera effective au 31 décembre 2007.

A l’avenir, le contrôle des adventices sur luzerne risque d’être difficile puisque les deux herbicides les plus utilisés viennent d’être interdits. Il est donc important de développer d’autres moyens de désherbage (mécanique ou chimiques) permettant de lutter efficacement contre les adventices. En outre, la culture d’associations telles que la luzerne et le dactyle pourrait permettre de régler en partie ce problème grâce au pourvoir couvrant de la graminée. Ces associations sont déjà cultivées par quelques agriculteurs sur la zone, il serait intéressant d’effectuer des enquêtes permettant de connaître les atouts et faiblesses de ce mode de culture qui nécessite probablement une gestion différente du couvert (installation, fertilisation, désherbage …) par rapport à la luzerne pure.


65

5.5 – Le CAD retard de fauche : perte d’au moins une coupe Le CAD qui implique de ne pas réaliser d’intervention sur la parcelle entre le 15 mai et le 31

juillet représente 8 des 9 parcelles en CAD de l’échantillon. En 1ère coupe, ces parcelles sont souvent coupées plus précocement que les autres parcelles, cependant, on n’observe pas de différence entre les rendements de ces parcelles et des autres pour la 1ère coupe.

En 2ème coupe, il n’existe pas n’ont plus de différences significatives. Cependant, le cycle est deux fois plus long (81 jours en moyenne) que sur les parcelles sans CAD (39 jours en moyenne) ce qui a deux conséquences majeures :

- à la récolte des parcelles CAD, le stade de la luzerne est très avancé (stade formation/remplissage des grains), ainsi, la qualité de la luzerne est largement inférieure par rapport à une luzerne récoltée au stade début floraison. - le cycle étant deux fois plus long qu’une parcelle en conditions normales, la 3ème coupe est supprimée, il y a donc une perte supplémentaire de rendement. Cependant, il faut noter qu’en année « normale » avec une sècheresse estivale, la production de la 2ème coupe est beaucoup plus faible, ce qui limite la perte de rendement des CAD par rapport aux autres parcelles.

On peut donc dire que la signature d’un contrat CAD implique la perte d’une coupe par année

qui est compensée par l’indemnité perçue.

5.6 – De la confusion des effets fertilisation et désherbage L’analyse de l’échantillon a montré que pour les variables fertilisation et désherbage, il existe

toujours une différence importante entre les effectifs des deux modalités, l’absence de fertilisation ou de désherbage étant toujours sous-représentée. A cela s’ajoute la confusion des effets de ces deux variables puisque l’observation, par exemple, des figures 39 et 40 montre que la plupart des parcelles non fertilisées sont aussi des parcelles non désherbées. Il est donc difficile de savoir si les différences de rendements sont dues à l’une ou l’autre des variables (ou les deux). L’analyse multifactorielle peut permettre de hiérarchiser ces variables.

5.7 – Contribution des facteurs pour le rendement de la luzerne Les régressions multiples nous ont permis de hiérarchiser les facteurs en fonction de leur degré

d’impact sur le rendement de la luzerne. Ainsi, le rendement de 1ère coupe est d’abord influencé par le type de sol, puis l’application d’un herbicide, la dose de potasse et enfin l’âge. On n’observe pas d’effet de la fertilisation phosphatée (p = 0,396). Il est possible que l’effet de l’apport de phosphore précédemment mis en évidence dans l’analyse monofactorielle soit dû au fait que la plupart des parcelles fertilisées en phosphore le sont aussi en potasse, on retrouverait donc l’effet potasse dans l’analyse de la variable phosphore. Ces résultats tendent à confirmer la bibliographie selon laquelle la luzerne est plus exigeante en potasse qu’en phosphore (Mauriès, 2003).

Cette même analyse effectuée sur les écarts relatifs met en évidence les mêmes facteurs (sauf âge) mais dans un ordre différent. Ceci peut être dû au manque de fiabilité du modèle, notamment pour les cycles longs. Cependant, on observe, de manière générale, des résultats comparables à ceux des analyses monofactorielles.

En 2ème coupe, la régression linéaire multiple ne montre pas d’impact significatif d’une variable sur le rendement alors que les analyses monofactorielles mettaient en évidence le rôle de l’âge et de la fertilisation sur le rendement. L’analyse sur l’écart relatif montre cependant l’impact des mesures CAD sur cette variable. Comme nous l’avons déjà démontré précédemment, ceci et dû à l’allongement du cycle qui entraîne une forte surestimation du rendement simulé en raison de la sous estimation du phénomène de sénescence foliaire par le modèle.


66

6 – UTILISATION DES RESULTATS COMPLEMENTAIRES

L’analyse des données issues des mesures complémentaires effectuées lors des relevés et suite aux entretiens de fin de campagne ont permis de mettre en relation le rendement observé au champ avec d’autres variables telles que la hauteur du couvert ou les estimations des rendements effectuées à partir des données des agriculteurs.

6.1 – Estimation du rendement par la hauteur du couvert Tout d’abord, les données de la 1ère et de la 2ème coupe montrent que le rendement observé au

champ lors des prélèvement est assez fortement corrélé à la hauteur du couvert (r² = 0,73) selon la formule suivante :

Rdt = 41,2 Ln (H) + 19,8 avec H la hauteur moyenne de la luzerne

Cette relation, établie à partir de 51 mesures, est valable uniquement pour des parcelles de

luzerne propres et bien développées. Cependant, elle nécessite d’être validée et vérifiée au moyen d’autres mesures effectuées sur plusieurs années. Cette méthode d’estimation du rendement permet donc d’évaluer très facilement et très rapidement le rendement d’une luzerne (10 à 15 minutes selon la taille de la parcelle) à l’inverse de la méthode des placettes qui nécessite beaucoup plus de temps (45 minutes à 1 heure), mais qui est plus précise.

6.2 – Estimation du rendement à partir des données des agriculteurs Les résultats des figures 46 et 47 montrent qu’en 1ère coupe, il n’existe aucune relation entre le

rendement estimé par la méthode des placettes et le rendement de l’agriculteur, que ce soit en nombre de bottes ou en quantité de MS. Trois raisons semblent expliquer cette absence de relation. Tout d’abord, on observait un salissement important des parcelles en 1ère coupe qui traduisent la présence d’adventices et donc de MS supplémentaire lors de la récolte du foin ; les estimations de rendements par la méthode des placettes ne prenant en compte que le poids de luzerne. Ensuite, nous avons remarqué précédemment que la durée entre les prélèvements et la fauche est importante en 1ère coupe (16 jours en moyenne), ce qui peut expliquer les différences observées sur certaines parcelles entre les méthodes d’estimation des rendements. Enfin, nous n’avons pas pu déterminer précisément le taux de matière sèche des foins et compte tenu des conditions climatiques cette année, il est probable que les foins récoltés ne soient pas à un taux de matière sèche optimal (80-85%).

En 2ème coupe (fig. 48 et 49), les relations entre les variables semblent plus fortes. Concernant la

relation existant entre le nombre de bottes et le rendement estimé par les placettes, le r² est assez faible (0,43). C’est l’estimation par le rendement de l’agriculteur qui semble plus intéressante à interpréter. Même si la corrélation n’est qu’assez bonne (r² = 0,55), la relation établie (Rdtagri = 0,79 . Rdtplacettes + 0,17) montre qu’en moyenne, le rendement de l’agriculteur après récolte est égal à 79% du rendement de la parcelle. Autrement dit, les pertes au champ sont de l’ordre de 20% en moyenne sur les parcelles. Ces pertes sont dues aux opérations de récolte qui entraînent une perte importante de feuilles (fanage, andainage…) et donc diminuent la qualité du fourrage.


67

7 – QUEL AVENIR POUR LA LUZERNE SUR LA ZONE ATELIER ?

Dans sa récente enquête sur le pâturage sur la zone PRAITERRE, Michaud (2007) note que la luzerne est une des alternatives possibles au maïs ensilage. Elle ajoute que pour la majorité des éleveurs, la luzerne est une plante qui se « redéveloppe » dans la région. Elle est de plus en plus incorporée dans la ration, souvent sous forme de foin. Selon un éleveur enquêté, la luzerne a un effet positif au niveau du rumen puisqu’elle « tamponne l’acidose ». Elle est aussi bénéfique pour la vache en améliorant son état corporel et en augmentant le taux protéique du lait. Elle est enfin perçue par les éleveurs comme étant une plante résistante à la sécheresse, qui ne nécessite pas d’intrant, elle est souvent associée à quelque chose de « naturel ».

Les agriculteurs considèrent souvent la luzerne comme un très bon fourrage mais dont la culture est difficile à maîtriser, avec une production aléatoire et qui nécessite beaucoup de temps au moment de récolte (fauche, fanage, andainage, pressage) qui s’effectue 3 à 4 fois par année. Les enquêtes de fin de campagne montrent également que la plupart des agriculteurs comptent maintenir leurs surfaces en luzerne à l’avenir.

Cependant, compte tenu de l’interdiction d’utilisation des 2 principaux herbicides utilisés sur luzerne et de l’augmentation actuelle du prix des céréales, certains agriculteurs remettent en cause la compétitivité économique future de la luzerne en comparaison aux céréales. Dans ce contexte et dans le cadre du programme PRAITERRE, des équipes d’économistes tentent de comparer la compétitivité économique de différentes cultures face à la luzerne et d’estimer le coût d’opportunité de la luzerne, c’est-à-dire le prix auquel elle peut être vendue pour être rentable (par exemple entre céréaliers et éleveurs).

69

Conclusion Cette étude a permis de mettre en évidence les facteurs qui, sur la zone d’étude, sont

responsables, en partie, de l’hétérogénéité du rendement de la luzerne. Ainsi, les effets de l’âge de la luzernière (production maximale pour les luzernes de 2 à 4 ans), du type de sol (rendement légèrement supérieurs sur terres rouges, hydromorphie sur terres de vallées), du désherbage hivernal, de la fertilisation et de la contractualisation de CAD ont été démontrés. Cependant, les conditions climatiques de cette année n’ont pas permis de vérifier si l’offre hydrique, au travers de la réserve utile des sols, est le premier facteur de variation du rendement, en conditions sèches.

Les résultats de cette étude ont donc permis d’identifier, dans les exploitations enquêtées, quels sont les éléments de l’itinéraire technique qui peuvent être améliorés et sur lesquels il faut concentrer les efforts de conseil et d’accompagnement des agriculteurs. Par exemple, on a pu voir que les apports de phosphore et surtout de potasse, qui sont absents dans 1/3 des cas, peuvent permettre d’améliorer sensiblement le rendement des 1ère et 2ème coupes. Concernant le désherbage hivernal, cet élément semble être bien maîtrisé dans l’ensemble par les agriculteurs. Cependant, les interdictions successives du Gramoxone, de l’R-bix et prochaine du Velpar S risquent de poser de très sérieux problèmes de désherbage de la luzerne dès l’année prochaine puisque ces produits ont été très largement utilisés jusqu’à présent.

Il est aussi important de préciser que les résultats de cette étude ne sont valables que pour une

année climatique similaire, c’est-à-dire très pluvieuse par rapport à la moyenne. En effet, en conditions plus sèches, il est probable que le niveau de la réserve utile du sol aurait eu une influence bien plus forte sur le rendement que ce que nous avons observé cette année. On aurait pu alors mieux valoriser le modèle de croissance de la luzerne. Ceci démontre qu’il serait important de répéter cette étude au moins sur une année sèche et peut-être, compte tenu de ces résultats, mieux orienter le choix des parcelles, notamment en fonction des pratiques de l’agriculteur (fertilisation et désherbage) et suivre plus de parcelles (60 à 70) pour avoir un échantillon qui permette d’être mieux valorisé, notamment du point de vue statistique. Cela permettrait peut-être d’étudier également l’impact d’autres facteurs tels que le rythme de fauche, l’effet variétés, la méthode de semis…

Cette étude a donc permis d’apporter quelques réponses, qui doivent être confirmées. Mais

d’autres études doivent être menées, toujours dans le champ de l’agronomie, mais également celui de l’économie pour évaluer la viabilité économique de la luzerne, surtout dans le contexte actuel de hausse importante du prix des céréales.

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REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

ACTA ; 2006. Index phytosanitaire ACTA 2007. 43ème édition. Paris : Association de coordination Technique Agricole, 832 p.

AGRESTE Poitou-Charentes ; 2006. Enquête structure 2005 sur les exploitations agricoles. N°15. Disponible sur : http://agreste.agriculture.gouv.fr/IMG/pdf/D7907A01.pdf . [En ligne]. Consulté le 13/04/07.

Arnaud J.D., Le Gall A., Pflimlin A. ; 1993. Evolution des surfaces fourragères en France. Fourrages, 134 : 145-154.

ARVALIS, GNIS, Institut de l’Elevage ; 2003. La Luzerne : culture – utilisation. Brochure co-éditée par le GNIS, Arvalis et l’Institut de l’Elevage, 64 p.

Avice J.C., Ourry A., Lemaire G., Boucaud J. ; 1996. Nitrogen and carbon flows estimated by 15N and 13C pulse chase labelling during regrowth of Medicago sativa L. Plant Physiology, 112: 281-290.

Beaudoin N., Denys D., Muller J.C., Monbrun M.D., Ledain C. ; 1992. Influence d’une culture de luzerne sur le lessivage du nitrate dans les sols de Champagne crayeuse. Fourrages, 129 : 45-57.

Birouk A., Bouizgaren A., Baya B. ; 1997. Luzerne (Medicago sativa L.). In: JARITZ G., BOUNEJMATE M. ; 1997. Production et utilisation des cultures fourragères au Maroc. Editions INRA Maroc.

Boschi V., Chisci G., Ghelfi R. ; 1984. Effeto regimante del mediciao sul ruscellamento delle acque e l’erosione del suolo negli avvicendamenti collinari. Riv. Di Agron., 18, 3/4 : 199-215. In : THIEBEAU et al., 2003.

Bournoville R. ; 1989. Ravageurs et parasites des légumineuses – Les insectes. In : RAYNAL G., GONDRAN J., BOURNOVILLE R., COURTILLOT M. ; 1989. Ennemis et maladies des prairies. Paris : INRA.

Bowley S.R. ; 1991. Risque de destruction par l’hiver de la luzerne. Département de phytotechnie, Université de Guelph, Canada.. [En Ligne]. Disponible sur : http://www.omafra.gov.on.ca/french/crops/facts/91-077.htm . Consulté le 05/10/2007.

Chambre d’Agriculture de Charente-Maritime ; 2001. Sols de Charente-Maritime.

Campagnaud M., Le Gall A., Garrigue G., Bernet J.M. ; 1989. Intérêt de la luzerne dans les exploitations laitières du Nord Aquitaine. L’Echo des fourrages, 6 : 1-4.

Références bibliographiques

72

Corrot G. ; 1993. Entre foin et ensilage, l’enrubannage. Brochure Institut de l’Elevage, CEMAGREF, INRA, ITCF. 42 pages.

Coppenet M., Dutil P., Juste C., Menet M., Salette J. ; 1989. Les désordres nutritionnels des espèces prairiales. In : Raynal G., Gondran J., Bournoville R., Courtillot M. ; 1989. Ennemis et maladies des prairies. Paris : INRA.

Coulmier D. ; 1990. Contribution à la modélisation de la production de luzerne: mise en oeuvre et simulation d’un modèle de simulation dans le cadre de l’activité déshydratation en Champagne-Ardenne. Thèse de Doctorat de l’Institut National Agronomique Paris-Grignon. 103 p. + annexes.

Del Pozo M. ; 1983. La Alfalfa. Madrid : Ediciones Mundi-Prensa.

Demarly Y. ; 1957. Biologie et exploitation de la luzerne. Annales d’Amélioration des Plantes. INRA Paris, 3 : 247-272. In : Lemaire, 2006.

Denys D., Muller J.C., Mariotti A. ; 1990. Conséquences de l’organisation de l’azote minéral sur la disponibilité pour la plante et sur la lixiviation. Colloque Nitrates – Agriculture - Eau, Int. symp., INAPG, Paris la Défense, 7-8 novembre, 189-194.

DRAF et IAAT ; 1998. Atlas agricole de Poitou-Charentes – Edition 1998.

Durand J.L. ; 2007. Les effets du déficit hydrique sur la plante : aspects physiologiques. Actes des journées AFPF – 27-28 mars 2007, pp. 37-46.

Durand J.L., Sheehy J.E., Minchin F.R. ; 1987. Nitrogenase activity, photosynthesis and nodule water potential of soybean plants experiencing water deprivation. J. Exp. Bot., 38: 311-321.

Durand J.L., Lemaire G., Gosse G., Chartier M. ; 1989. Analyse de la conversion de l’énergie solaire en matière sèche par un peuplement de luzerne (Medicago sativa L.) soumis à un déficit hydrique. Agronomie, 1989, 9 : 599-607.

Emile J.C., Grenier G., Guy P. ; 2003. Valorisation par des vaches laitières de 2 génotypes de luzerne. Fourrages, 134 : 255-258.

Fau M. ; 1993. Le nouveau contexte agricole. Possibilité d’une nouvelle place pour les légumineuses fourragères. Fourrages, 134 : 115-120.

Fer A., Hacquet J. ; 1989. Plantes parasites de légumineuses fourragères – Les cuscutes de la luzerne. In : Raynal G., Gondran J., Bournoville R., Courtillot M. ; 1989. Ennemis et maladies des prairies. Paris : INRA.

GNIS ; 1998. La luzerne. Brochure culture.

Gondran J. ; 1989. Verticillose de la luzerne. In : Raynal G., Gondran J., Bournoville R., Courtillot M. ; 1989. Ennemis et maladies des prairies. Paris : INRA.

Gosse G., Chartier M., Lemaire G. ; 1984. Mise au point d’un modèle de prévision de production pour une culture de luzerne. C. R. Acad. Sci., t. 298, Série III, 18 : 541-544.

Gosse G., Chartier M., Lemaire G., Guy P. ; 1982. Influence des facteurs climatiques sur la production de la luzerne. Fourrages, 90 : 118-135.

Hainin G., Nardo C. ; 1993. Place de la luzerne dans les systèmes fourragers de Poitou-Charentes. Communication aux journées AFPF, Paris, 30-31 mars 1993.

Hnatysyn M., Guais A. ; 1988. Les fourrages et l’éleveur. Paris : Editions Techniques et Documentation.

Huyghe C. ; 2003. Les fourrages et la production de protéines. Fourrages, 174 : 145-162.

Etude de la variabilité de la luzerne dans la plaine sud de Niort

73

Huyghe C. ; 2005. Prairies et cultures fourragères en France. Paris : INRA Editions.

Itier B, Seguin B. ; 2007. Sécheresse : caractérisation et occurrence. Actes des journées AFPF – 27-28 mars 2007, pp. 3-14.

Jefferson P.G., Cutforth H.W. ; 2005. Comparative forage yield, water use, and water use efficiency of alfalfa, rested wheatgrass and spring wheat in a semiarid climate in southern Saskatchewan. Canadian Journal o Plant Science, 85 : 877-888.

Journet M. ; 1992. La luzerne dans l’alimentation des ruminants. Proc. X Int. Conf. EUCARPIA, Lodi, Italy : 18-32.

Journet M. ; 1993. Perspectives de valorisation des grandes légumineuses par les herbivores. Intérêt zootechniques et qualité des produits animaux. Fourrages, 134 : 229-241.

Julier B., Lila M., Huyghe C., Morris P., Allison., Robbins M. ; 2003. Effet des tannins condensé sur la solubilité des protéines de légumineuses fourragères. Fourrages, 175 : 373-377.

Justes E., Thiebeau P., Cattin G., Larbre D., SNDF, Nicolardot B. ; 2001. Libération d’azote après retournement de luzerne – Un effet sur deux campagnes. Perspectives agricoles, 264 : 22-28.

Khaity M., Lemaire G. ; 1992. Dynamics of shoot and root growth of lucerne after seedling and after cutting. European Journal of Agronomy, 1 : 241-247.

Kim T.H., Ourry A., Boucaud J., Lemaire G. ; 1993. Partitioning of nitrogen derived from N2 fixation and reserves in nodulated Medicago sativa L. during regrowth. Journal of Experimental Botany, 44: 555-562. In : Lemaire, 2006.

Le Gall A. ; 1989. Intérêts du trèfle violet et de la luzerne dans les exploitations laitières. Doc. N°89124, ITEB, EDE de Bretagne, Aldis, 65 pages.

Le Gall A. ; 1991. La luzerne, culture – utilisation. Brochure ITEB – GNIS – ITCF, 28 pages.

Le Gall A. ; 1993. Les grandes légumineuses : situation actuelle, atouts et perspectives dans le nouveau paysage fourrager français. Fourrages, 134 : 121-144.

Le Gall A., Corror G., Campagnaud M., Garrigue G. ; 1993. L’enrubannage : une technique pour optimiser la récolte de la luzerne. Fourrages, 134 : 243-250.

Lemaire G. ; 2006. La luzerne : productivité et qualité. Workshop international. Diversité des fabacées fourragères et de leurs symbiotes : applications biotechnologiques, agronomiques et environnementales. Alger, 174-182.

Lemaire G. 2007. La sécheresse : quels impacts et quelles adaptations pour les systèmes fourragers. Actes des journées AFPF – 27-28 mars 2007, pp. 15-24.

Lemaire G., Durand J.L., Lila M. ; 1989. Effet de la sécheresse sur la valeur énergétique et azotée de la luzerne. Agronomie, 16 : 231-246.

Lemaire G., Khaity M., Onillon B., Allirand M., Chartier M., Gosse G. ; 1992. Dynamics of accumulation and partitioning of N in leaves stems and roots of lucerne (Medicago sativa L.) in a dense canopy. Annals of Botany, 70: 429-435.

Lemaire G., Benoît M., Vertès F. ; 2003. Rechercher de nouvelles organistions à l’échelle d’un territoire pour concilier autonomie protéique et préservation de l’environnement. Fourrages, 175 : 303-318.

Loyce C., Wery J. ; 2006. Chapitre 3 : Les outils des agronomes pour l’évaluation et la conception de systèmes de culture. In : Doré T., Le Bail M., Ney B., Roger-Estrade J. ; 2006. L’agronomie auhourd’hui. Paris : Editions Quae, 367p.

Références bibliographiques

74

Mauriès M. ; 1994. La luzerne aujourd’hui. Paris : Editions France Agricole, 254 p.

Mauriès M. ; 2003. Luzerne, culture, récolte, conservation, utilisation. Paris : Editions France Agricole.

Mauriès M., Paillat J. ; 1997. Culture et utilisation de la luzerne : pratiques des éleveurs de bovins du centre de la Charente. Fourrages, 149 : 69-79.

Mauriès M., Potier J., Violleau S. ; 1993. Conduite et utilisation de la luzerne dans des systèmes laitiers de moyenne montagne. Fourrages, 134 : 171-176.

Michaud A. ; 2007. Les éleveurs face au pâturage dans la plaine de Niort. Mémoire de fin d’études, AGROCAMPUS-Rennes, 34p.

Moule C. ; 1971. Fourrages. Tome 1. La Maison Rustique. Paris

Moule C. ; 1980. Fourrages. La Maison Rustique. Paris

Peyraud J.L., Delaby L. ; 1994. Utilisation de luzerne déshydratée de haute qualité dans les rations des vaches laitières. INRA Prod. Anim., 7 (2) : 125-134.

Pflimlin A., Arnaud J.D., Gautier D., Le Gall A. ; 2003. Les légumineuses fourragères, une voie pour concilier autonomie en protéines et préservation de l’environnement. Fourrages, 174 : 183-203.

Picard J. ; 1982. Les légumineuses dans la production fourragère française – Evolution au cours des 20 dernières années. Fourrages, 90 : 17-26.

Pointereau P. ; 2001. Légumineuses : quels enjeux écologiques ?. Le Courrier de l’Environnement de l’INRA, 44 : 69-72.

R Development Core Team ; 2007. R : A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0, URL : http://www.R-project.org.

Raynal G. ; 1989. Taches communes à Pseudopeziza de la luzerne et des trèfles. In : Raynal G., Gondran J., Bournoville R., Courtillot M. ; 1989. Ennemis et maladies des prairies. Paris : INRA.

Rivière F., Cabon G. ; 1993. Le Boviluz en complément du maïs ensilage pour les vaches laitières. Fourrages, 134 : 277-282.

SNDF ; 1991. Luzerne : une dynamique de qualité. Châlons-sur-Marne, 50 p.

SNDF ; 2006. Luzerne références 2006 – 2008. Brochure publiée par le SNDF, 80p.

Staëbler M., Le Gall A. ; 1998. Luzerne, sorgho et betterave. Trois cultures fourragères sécurisantes en conditions sèches ou froides. Fourrages, 156 : 573-587.

Talamucci P. ; 1994. Lucerne role in farming systems, technical itineraries and managements for different uses in divers physical and socio-economic environments. Management and breeding of perennial Lucerne for diversified purposes. Coll. EUCARPIA/FAO, Lusignan, France, 4-8 septembre 1994 : 6-17.

Thénard V., Mauriès M., Trommenschlager J.M. ; 2002. Intérêt de la luzerne déshydratée dans les rations complètes pour vaches laitières en début de lactation. INRA Prod. Anim., 15 : 119-124.

Thiébeau P. ; 2001. En absorbant l’azote minéral du sol, la luzerne permet de réduire les fuites de nitrates. Réussir lait / élevage, 134 : 121-122.

Thiébeau P., Parnaudeau V., Guy P. ; 2003. Quel avenir pour la luzerne en France et en Europe ?. Le Courrier de l’Environnement de l’INRA, 49 : 29-46.


75

Sites internet consultés :

GNIS. Des ressources en protéines à redécouvrir : les fourragères prairiales – La luzerne. [En ligne]. Disponible sur : http://www.gnis-pedagogie.org/pages/plantaprotein/luzerne/1.htm. Consulté le 26/04/07.

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TABLE DES FIGURES ET TABLEAUX

FIGURES

Figure 1 : Evolution de l’utilisation agricole du sol entre 1970 et 1997 (source : DRAF – IAAT, 1998).

Figure 2 : Réorientation de l’utilisation du sol entre 1970 et 1988 en Poitou-Charentes (source : Agreste, RGA 1970 et 1988).

Figure 3 : Evolution de la part des grandes cultures dans la SAU entre 1970 et 1988 en Poitou-Charentes (source : Agreste, RGA 1970 et 1988).

Figure 4 : Evolution de la part des différents types d’exploitations entre 2000 et 2005 en Poitou-Charentes (Agreste Poitou-Charentes, 2006).

Figure 5 : Localisation de la Zone Atelier PRAITERRE dans la région Poitou-Charentes.

Figure 6 : Evolution des surfaces en luzerne, en France, entre 1900 et 2006 (Sources des données surfaces : Moule, 1971 ; Moule, 1980 ; Picard, 1982 ; Agreste, 1989 à 2006).

Figure 7 : Répartition des grandes légumineuses (luzerne, trèfle violet…) en France et systèmes fourragers correspondants (Le Gall, 1993).

Figure 8 : Semis de luzerne sous couvert de tournesol.

Figure 9 : Croissance de la luzerne après la fauche, flux d’azote (N) et de carbone (C) dans la plante.

Figure 10 : Comparaison de la répartition annuelle de la production des graminées fourragères et de la luzerne (GNIS ; 1998).

Figure 11 : Divers ravageurs de la luzerne – a. : adulte de phytonome de la luzerne (INRA-Carré) ; b. : larve du phytonome de la luzerne dévirant des folioles (INRA-Carré) ; c. : adulte de sitone (INRA-Carré).

Figure 12 : Cuscute dans une culture de luzerne.

Figure 13 : Evolution de la production et de la consommation de fourrages déshydratés en France depuis 1970 (Source : Agreste, CIDE ; In : Huyghe, 2005).

Figure 14 : Schéma global de fonctionnement du modèle.

Figure 15 : Principaux facteurs influençant la croissance d’un peuplement de luzerne.

Figure 16 : Chronologie des observations et mesures réalisées sur les parcelles.

Figure 17 : Carte des sols de la zone atelier PRAITERRE.

Table des figures et tableaux

78

Figure 18 : Arbre de choix des tests statistiques.

Figure 19 : Attribution des données précipitations et températures aux parcelles.

Figure 20 : Evolution de la part des différents types de cultures sur la zone atelier PRAITERRE entre 1996 et 2005 (source des données : BDD CNRS Chizé).

Figure 21 : Fréquence de présence de la luzerne sur les parcelles de la zone atelier entre 1996 et 2005 (source des données : BDD CNRS Chizé).

Figure 22 : Nombre de parcelles cultivées entre 1 et 7 années en luzerne entre 1996 et 2005 sur la zone atelier (source : BDD CNRS Chizé).

Figure 23 : Evolution de la part de la luzerne dans la SAU sur la Zone Atelier entre 1997 et 2005 (sources des données : BDD CNRS Chizé).

Figure 24 : Localisation des 46 parcelles sélectionnées sur la Zone Atelier PRAITERRE.

Figure 25 : Répartition des parcelles en fonction de leur âge (en %).

Figure 26 : Répartition des parcelles en fonction des types de sol (en %).

Figure 27 : Description du climat de Niort entre octobre 2006 et août 2007 par rapport au moyennes quarantenaires (Sources : Météo France).

Figure 28 : Evolution de la réserve en eau du sol en fonction de différents niveaux de réserve utile.

Figure 29 : Evolution des trois observations et mesures effectuées en fonction de l’âge des luzernes.

Figure 30 : Répartition (en %) des notes de recouvrement du sol par la luzerne en fonction des différents types de sol .

Figure 31 : Exemple de différence de démarrage entre deux parcelles sur deux types de sol (photo de gauche : note = 1, photo de droite : note = 5) ; dates des clichés : 5 et 6 avril 2007.

Figure 32 : Histogramme de répartition des parcelles en fonction des rendements de 1ère et 2ème coupes.

Figure 33 : Evolution du rendement moyen de la luzerne en fonction de l’âge de la luzernière.

Figure 34 : Comparaison des rendements moyens de 1ère et 2ème coupes en fonction des types de sol.

Figure 35 : Rendement moyen des parcelles en fonction du niveau de fertilisation (en U/ha) en phosphore en 1ère coupe (C1) et 2ème coupe (C2).

Figure 36 : Rendement moyen des parcelles en fonction du niveau de fertilisation (en U/ha) en potasse en 1ère coupe (C1) et 2ème coupe (C2).

Figure 37 : Comparaison des rendements observés et simulés pour la 1ère coupe.

Figure 38 : Distribution des parcelles en fonction des écarts entre les rendements simulés et observés.

Figure 39 : Comparaison des rendements simulés et observés en fonction de la fertilisation.

Figure 40 : Comparaison des rendements simulés et observés en fonction du désherbage.

Figure 41 : Comparaison des rendements observés et simulés pour la 2ème coupe.

Figure 42 : Distribution des parcelles en fonction des écarts entre les rendements simulés et observés.


79

Figure 43 : Comparaison des valeurs simulées et observées pour les parcelles CAD et non CAD.

Figure 44 : Lien entre les écarts relatifs de 1ère et 2ème coupes.

Figure 45 : Lien entre la hauteur de la luzerne et le rendement des parcelles propres (note salissement < 4).

Figure 46 : Relation entre le rendement observé lors des prélèvements et le rendement estimé à partir des données des agriculteurs pour la 1ère coupe.

Figure 47 : Relation entre le rendement observé lors des prélèvements et le nombre de bottes/ha pour la 1ère coupe.

Figure 48 : Relation entre le rendement observé lors des prélèvements et le rendement estimé à partir des données des agriculteurs pour la 2ème coupe.

Figure 49 : Relation entre le rendement observé lors des prélèvements et le nombre de bottes/ha pour la 2ème coupe.

Figure 50 : Comparaison des proportions des types de sol entre la zone atelier et l’échantillon de parcelles sélectionnées (en %).

Figure 51 : Variation de l’écart relatif en fonction de la durée du cycle de 1ère coupe.

Figure 52 : Variation de l’écart relatif en fonction de la durée du cycle de 2ème coupe.

TABLEAUX

Tableau 1 : Rendement moyen de 1ère coupe des luzernières en fonction de leur age.

Tableau 2 : Rendement moyen de 2ème coupe des luzernières en fonction de leur age.

Tableau 3 : Rendement moyen de la luzerne sur les différents types de sol en 1ère coupe.

Tableau 4 : Rendement moyen de la luzerne sur les différents types de sol en 2ème coupe.

Tableau 5 : Rendement moyen de la luzerne sur les parcelles avec ou sans fertilisation.

Tableau 6 : Rendement moyen de la luzerne sur les parcelles avec ou sans fertilisation.

Tableau 7 : Rendements moyens des parcelles avec ou sans désherbage hivernal pour la 1ère coupe.

Tableau 8 : Rendements moyens des parcelles avec ou sans désherbage hivernal pour la 2ème coupe.

Tableau 9 : Rendements moyens de la luzerne sur les parcelles avec ou sans CAD pour la 1ère coupe.

Tableau 10 : Rendements moyens de la luzerne sur les parcelles avec ou sans CAD. Pour la 2ème coupe.

Tableau 11 : Écart relatif (ER) moyen sur les résultats de la 1ère coupe pour les 5 variables retenues.

Tableau 12 : Écart relatif (ER) moyen sur les résultats de la 1ère coupe pour les 5 variables retenues en excluant les résultats des parcelles CAD.

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SIGLES ET ABREVIATIONS

ADD Agriculture et Développement Durable AFPF Association Française pour la Production Fourragère ANR Agence Nationale pour la Recherche BDD Base de Données C Carbone CA Chambre d’Agriculture CAD Contrat d’Agriculture Durable CEBC Centre d’Etudes Biologiques de Chizé (CNRS) CEMAGREF Centre National du Machinisme Agricole, du Génie Rural, des Eaux et Forêts CER Centre d’Economie Rurale CFCE Centre Français du Commerce Extérieur (Ubifrance) CIPAN Culture Intermédiaire Piège à Nitrates CNRS Centre National de la Recherche Scientifique COMIFER Comité Français d’Etude et de Développement de la Fertilisation Raisonnée CRA PC Chambre Régionale d’Agriculture de Poitou-Charentes CTPS Comité Technique Permanent de la Sélection Cu Cuivre DJ Degrés Jours DRAF Direction Régionale de l’Agriculture et de la Forêt EARL Exploitation Agricole à Responsabilité Limitée EDE Etablissements Départementaux de l’Elevage EI Exploitation Individuelle EM Ecart Moyen ETP Evapotranspiration Potentielle GAEC Groupement Agricole d’Exploitation en Commun GNIS Groupement National Interprofessionnel des Semences et plants Ha Hectares IAAT Institut Atlantique d’Aménagement des Territoires ID Indice de Dormance IE Institut de l’Elevage IF Indice Foliaire INA-PG Institut National Agronomique Paris-Grignon INRA Institut National de la Recherche Agronomique ITCF Institut Technique des Céréales et Fourrages ITEB Institut Technique de l’Elevage Bovin ITK Itinéraire Technique K Potassium

Sigles et abréviations

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LAI Leaf Area Index (= IF) L R-D Luzerne Recherche-Développement MAET Mesures Agri-Environnementales Territorialisées Mg Magnésium Mo Molybdène MO Matière Organique MS Matière Sèche MSa Matière Sèche aérienne n Effectif (= nombre de parcelles dans les tableaux) N Azote OCM Organisation Communautaire de Marché P Phosphore PAC Politique Agricole Commune PARi Rayonnement visible intercepté par la culture PAR0 Rayonnement visible incident ppm Partie par million PRAITERRE PRAIries TERitoires Ressources et Environnement Rdt Rendement RFU Réserve (d’eau) Facilement Utilisable Rg Rayonnement global RGA Recensement Général Agricole RMSE Root Mean Square Error (= écart quadratique moyen) RU Réserve Utile S Soufre SA Société Anonyme SAU Surface Agricole Utile SFP Surface Fourragère Principale SIG Système d’Information géographique SNDF Syndicat National des Déshydrateurs de France STH Surface Toujours en Herbe t Tonne T Température UE Union Européenne UTH Unité de Travail Humain ZA Zone Atelier ZPS Zone de Protection Spéciale εi Efficience d’interception journalière du rayonnement visible par la culture

TABLE DES ANNEXES

ANNEXE 1 : LISTE DES SUBSTANCES ET EXEMPLES DE SPECIALITES COMMERCIALES AUTORISEES SUR LUZERNE AU 1ER OCTOBRE 2007 (MINISTERE DE L’AGRICULTURE).............................................................................................................................I

ANNEXE 2 : MODELE DE CROISSANCE DE LA LUZERNE ET MODULE HYDRIQUE.. II

ANNEXE 3 : GUIDE D’ENTRETIEN................................................................................................IV

ANNEXE 4 : REFERENTIEL RDT/RESERVE UTILE PC AZOTE..........................................IX


I

ANNEXE 1 : LISTE DES SUBSTANCES ET EXEMPLES DE SPECIALITES

COMMERCIALES AUTORISEES SUR LUZERNE AU 1ER OCTOBRE 2007 (MINISTERE DE L’AGRICULTURE). Insecticides :

• Phytonomes : Matières actives Spécialités commerciales Lambda-cyhalothrine Karaté Zeon, Kung-fu Tau-fluvalinate Klartan, Mavrik Flo Herbicides

• Cuscute Chlortal Dacthal

• Dicotylédones, dicotylédones annuelles, dicotylédones vivaces 2,4-db Embutone RL Asulame Asulox, Abalox, Herbasul, Rumexor Benfluraline Bonalan, Basagran, Dragon, Fluratop Bentazone Adagio SG, Basagran SG Carbétamide Légurame liquide, Carburame Thiensulfuron-méthyle Harmony

• Graminées, graminées annuelles, graminées vivaces Benfluraline Bonalan, Basagran, Dragon, Fluratop Carbétamides Légurame liquide, Carburame Cléthodime Centurion R, Noroit, Ogive Cycloxidime Devin, Stratos Ultra Quizalofop-p-éthyl Driver, Leopard 120, Pilot, Targa D+ Triallate Avadex, Parnass Divers

• Inoculation de semence Rhizobium meliloti

Annexes

II

ANNEXE 2 : MODELE DE CROISSANCE DE LA LUZERNE ET MODULE

HYDRIQUE Le modèle de prévision mis au point pour une culture de luzerne par Gosse et al. (1984) est

fondé sur la relation existant entre la matière sèche produite et la somme de rayonnement intercepté par la culture au cours de son cycle de végétation. Deux relations simples permettent d’explicité la rayonnement intercepté en fonction de deux variables climatiques classiques que sont le rayonnement global incident (Rg) et la somme de températures moyennes journalières (7T). Le modèle alors proposé supposait une bonne alimentation hydrique de la culture et n’intégrait pas le comportement des repousses d’automne. Gosse et al. (1984) ont donc démontré que :

MSa = 1,76 . ΣRi

Avec MSa : la matière sèche aérienne

produite (en g.m-2) ΣRi : le rayonnement visible

intercepté cumulé (en MJ.m-2)

Fig A : Relation entre la matière sèche aérienne et le rayonnement intercepté (Ri) (Gosse et al., 1984).

Or, la variable ΣRi n’est pas directement utilisable dans un modèle de prévision puisque c’est

une variable synthétique :

ΣRi = ΣPARi . εi Avec PARi : quantité de rayonnement visible intercepté chaque jour par la culture (en MJ.m2) εi : efficience d’interception journalière du rayonnement visible par la culture L’estimation de la quantité de rayonnement visible intercepté par le couvert végétal au cours

d’une journée (PARi) peut se faire à partir de la mesure du rayonnement visible incident (PAR0) qui est en moyenne égal à 0,5 fois le rayonnement global Rg mesuré en satiton météo (Gosse et al., 1984 ; Lemaire, 2006), soit :

PARi = εi . (0,5 Rg) On fait apparaître ainsi le coefficient εi qui représente l’efficacité journalière d’interception du

rayonnement visible par la culture. Comme l’ont montré Gosse et al. (1982), εi dépend de l’indice foliaire (IF) du peuplement de luzerne :


III

εi = 0,95 . (1 – e-0.88.IF)

Fig B : Relation entre le coefficient d’efficacité

d’interception du rayonnement visible (εi) et l’indice foliaire (IF) (Gosse et al., 1984).

Ainsi, connaissant l’indice foliaire de la culture, il est possible à partir de la mesure du

rayonnement global incident de calculer la quantité de rayonnement intercepté au cours d’une journée par un peuplement de luzerne. Il convient donc, pour pouvoir prédire l’accumulation de MSa tout au long d’une repousse, de pouvoir d’abord prédire l’expansion de l’indice foliaire du peuplement. La dynamique de croissance foliaire peut être en première approximation directement reliée à la température :

IF = 9,2.10-3 . ΣT

Fig. C : Relation entre l’indice foliaire et la somme

des températures moyennes journalières (Gosse et al., 1984)

Annexes

IV

ANNEXE 3 : GUIDE D’ENTRETIEN

QUESTIONNAIRE ENQUETE LUZERNE 2007 DATE NOM EXPLOITATION

Nom enquêté Prénom Adresse E-mail

Tel/Fax

INFORMATIONS GENERALES SUR L’EXPLOITATION : S.A.U. Surface en prairies : Naturelles Temporaires Nombre d’UTH Artificielles Dont luzernes E.T.A. : oui non Elevage : Bovins lait Bovins viande Caprins Autres

Quotas Nbre d’animaux Pas d’élevage Autres cultures :

Culture Surface (ha) Culture Surface (ha)

Présence de terres de bas sur l’exploitation ? oui non Surface :

Parcelles irrigables oui non Surface :

Pâturage oui non Surface : Animaux :

PARCELLES EN LUZERNE SUR L’EXPLOITATION

Nom parcelle

N° PAC

Type de sol (agri)

Surf. Type de CAD

Irrig. Age de la luzerne

Parcelles sélectionnées

Identifiant parcelle


V

INFORMATIONS GENERALES SUR LA CONDUITE DE LA LUZERNE Matériel d’exploitation de la luzerne

Opération Matériel Propriétaire ou CUMA

Semis

Fauche

Fanage

Andainage

Pressage

Conduite de la luzerne

2003 2004 2005 Nombre de

fauches

Rendements approximatifs

Modes d’exploitation

Chaulage

Fertilisation

Oligo-éléments

Herbicides

Insecticides

Modifications de l’itinéraire technique type si :

- Année d’implantation

- CAD

- Irrigué

Annexes

VI

• Date approximative de la première fauche début mai mi-mai fin mai

• Intervalle moyen entre la 1ère et la 2ème fauche 25 - 35j 35 - 45j >45j

• Utilisez vous des conservateur lors de la récolte du foin ? oui non Pour quelle(s) raison(s) ?

Effet précédent

• Après quelle culture implantez-vous une luzerne (rotation type) ?

• En règle générale, quelles cultures mettez vous en place après une luzerne ?

• Selon vous, quels sont les effets de la luzerne sur la culture suivante ?

• Le précédent luzerne a-t-il modifié sur la culture suivante :

- la fertilisation ?

- le salissement de la parcelle ?

- le rendement de la culture ?

• Cet effet précédent est-il visible sur plusieurs années ? oui non Si oui, sur combien d’années


VII

INFORMATIONS SUR LA PARCELLE

Nom exploitation Nom de la parcelle Identifiant parcelle (repère agriculteur)

Surface de parcelle Type de sol Culture précédente Rotation sur

la parcelle Année de destruction de la précédente luzerne

Préparation du sol depuis la récolte du précédent Semis :

Itinéraire technique précis de l’année 2006

Date Rendement Mode d’exploitation

1ère

2ème

3ème

Fauches

4ème

Irrigation

Dates : Quantités :

Date Dose Produits

Fertilisation

Date de semis : Type de semence (achetées ou fermières) : Variété : Dose de semis (kg/ha) : Traitement des semences : Inoculation : oui non

Mode d’implantation : Sol nu Sous couvert

Culture : Méthode de semis :

Ecartement entre rangs : Analyse de sol ? Date ?

Annexes

VIII

• Avez-vous broyé la luzerne durant l’hiver ? oui non Date :

• Niveaux de rendement des 4 cultures précédentes (pour estimation de la réserve utile)

Année Culture Rendement (qx)

! : rdt pour cultures non irriguées

RU estimée par l’agriculteur :

Oligo-éléments

Date Dose Produits

Herbicides

Insecticides

mm


IX

ANNEXE 4 : REFERENTIEL RDT/RESERVE UTILE PC AZOTE (Source : logiciel PC azote)

SUMMARY

Title: Study of yield variability in alfalfa crops located in the plain of Niort (France). 69 pages, 52 figures, 12 tables, 71 bibliographical references, 4 annexes. Author: Frédéric BERNARD Promotion: 2001 Teacher: Joëlle FUSTEC Plan: Part 1 Bibliographical study Part 2 Material and methods Part 3 Results Part 4 Discussion and perspectives Abstract:

Considering the variability of yields observed in alfalfa crops fields in the plain of Niort, a

study was conducted to determine non only the different factors having an impact on forage production but also to classify them according to the level of their impact. Thus, 46 fields established in 17 different farms were selected depending of their age and soil type. Investigations about cultural practices were carried out to detect the history of practices led in selected fields. Yields were estimated through measurement of the production in 5 plots of one square meter for first and second cuttings during the year 2007. The use of predictive model designed for alfalfa crop allowed to simulate the potential yield of fields according to climate, water storage and dates of cutting. For the first cutting, the soil type has a major impact on forage yields through its impact on early development of alfalfa in some types of soils. Fertilization, herbicides applications and age of alfalfa have also an impact on alfalfa yields in first cutting. For second cutting, there is no impact of herbicides and soil types on yields. However, fertilization and age of alfalfa still impact forage yield. Multiple linear regressions however, don’t allow ordering these two factors according to the force of their impact. Our results suggest that increases of alfalfa yields are possible in the studied area through improvement of cultural practices and the choice of soils. Key words: alfalfa (Medicago sativa), yield factors, age, fertilization, soil type, weeding, Poitou-Charentes region.

RESUME

Sujet : Etude de la variabilité du rendement de la luzerne dans la plaine sud de Niort. 69 pages, 52 figures, 12 tableaux, 71 références bibliographiques, 4 annexes. Auteur: Frédéric BERNARD Promotion : 2001 Patron de mémoire : Joëlle FUSTEC Plan : Partie I Etude bibliographique Partie II Matériel et méthodes Partie III Présentation et analyse des résultats Partie IV Discussion et perspectives Résumé :

Face à la forte variabilité des rendements de la luzerne dans la plaine sud de Niort, une étude a été menée afin de déterminer et de hiérarchiser l’impact de différents facteurs sur le rendement de la luzerne. Pour cela, 46 parcelles ont été sélectionnées, sur 17 exploitations agricoles, en fonction de leur âge et du type de sol. Les enquêtes effectuées auprès des agriculteurs ont permis d’établir l’historique de la conduite récente des parcelles.

La production des parcelles en première et deuxième coupes a été suivie au cours de l’année 2007. Les rendements ont été estimés à partir de 5 placettes de 1 m² sur 39 parcelles en première coupe et 33 parcelles en deuxième coupe. En parallèle, l’utilisation d’un modèle de croissance de la luzerne a permis de prendre en compte les facteurs climatiques et la réserve utile des sols pour calculer le potentiel de rendement des parcelles en fonction des dates de fauches.

Les résultats obtenus montrent qu’en première coupe, le premier facteur qui influence le rendement est le type de sol qui agit sur la vitesse de démarrage de la luzerne au printemps. On démontre également un effet du niveau de fertilisation (surtout en potasse), de l’application d’un herbicide en fin d’hiver et de l’âge de la luzernière sur le niveau de rendement de la première coupe. En deuxième coupe, on n’observe plus d’effet significatif du type de sol et du désherbage hivernal sur le rendement. L’âge et le niveau de fertilisation ont toujours un effet significatif sur le rendement. Cependant, la régression linéaire multiple ne permet pas de hiérarchiser les facteurs pour la deuxième coupe. Ces résultats montrent qu’une meilleure gestion de l’itinéraire technique de la luzerne est possible (fertilisation, types de sols…) dans l’objectif d’améliorer les rendements des luzernières sur la zone d’étude. Mots-clé : luzerne (Medicago sativa), facteur de rendement, âge, fertilisation, type de sol, désherbage, Poitou-Charentes.

ecole supérieure d’agriculture d’angers inra lusignan ... · merci encore pour les relectures...

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