Couvert de légumineuses sous tournesol bio : quels impacts sur le tournesol et le blé suivant ?

Le tournesol est l’une des plus importantes cultures des rotations biologiques du sud-ouest de la France. Selon l’enquête 2017 de Terres Inovia, sur 47 % des surfaces de tournesol bio de ce bassin, le tournesol précède un blé tendre d’hiver. Or, en agriculture biologique, la gestion de la nutrition azotée du blé tendre est généralement un point critique. Celle-ci est déterminée par différents facteurs, dont notamment le positionnement du blé dans la rotation, un précédent de légumineuse étant le plus favorable. La légumineuse peut être conduite en culture de rente, ou bien en couvert semé puis détruit en interculture, avant le blé tendre d’hiver.

Toutefois, dans le cas d’une succession tournesol-blé, l’interculture est généralement trop courte pour que ce couvert ait le temps de se développer suffisamment. Une alternative peut être de semer la légumineuse sous le tournesol, afin que sa croissance soit plus longue et donc ses restitutions en azote, plus conséquentes.

Semer une légumineuse sous un tournesol a déjà été expérimenté pour certaines applications comme l’implantation d’une luzerne porte-graine. En revanche, cette pratique a été peu explorée dans l’objectif d’implanter un couvert non récolté. Terres Inovia, en collaboration avec Arvalis l’a mise à l’épreuve ces dernières années au sein d’un essai répété sur trois ans en Occitanie. Les semis de couverts ont été conduits sous tournesol sur les campagnes 2015 à 2017, et les effets sur le blé tendre suivant ont été évalués durant les campagnes 2016 à 2018.

Choix de la légumineuse : avantage à la vesce pourpre et à la luzerne

Les expérimentations étrangères relatées par la littérature scientifique concernent principalement des espèces fourragères (lentille, trèfle ou encore luzerne). Dans le cadre des essais menés par Terres Inovia, le panel choisi était sensiblement le même : luzerne, vesce pourpre, trèfle d’Alexandrie et un mélange de lentille fourragère, vesce commune, fenugrec et gesse. L’intérêt de ces espèces est qu’elles peuvent produire une biomasse importante dans un temps assez court avec, à la clé, des restitutions en azote potentiellement conséquentes.

La biomasse produite lors de ces essais par les trois couverts de légumineuses a été variable selon les années (tableau 1), de même que les restitutions d’azote associées. La production de biomasse est stable pour la luzerne mais en deçà de celle de la vesce pourpre, qui a produit en moyenne 1,1 tonne de matière sèche par hectare (t MS/ha). Le mélange a donné des résultats plus décevants, en raison de difficultés de levée observées sur deux ans. En conséquence, les restitutions d’azote par la vesce sont aussi les plus élevées, avec 41 kg N/ha en moyenne.

Plusieurs techniques d’implantation expérimentées

Deux stratégies sont envisageables : soit semer le couvert en même temps que le tournesol, soit attendre la réalisation de la dernière intervention de désherbage mécanique. L’avantage de la première option est de semer les couverts en général dans un sol frais ; ceux-ci bénéficieront en outre des pluies de début de cycle. Les couverts peuvent être semés avec un semoir à céréales, ce qui améliore le positionnement de la graine par rapport à un semis « à la volée », obligatoire lorsque le tournesol est déjà développé. Néanmoins, les couverts exercent alors une concurrence précoce pour l’eau ; par ailleurs, aucun désherbage mécanique n’est possible.

Dans les essais menés par Terres Inovia, le semis au dernier binage a été testé sur la campagne 2015 : les couverts, semés à la mi-juin, n’ont levé qu’à la faveur des pluies d’août. La luzerne est parvenue à se développer vers le début septembre, alors que la vesce pourpre n’a réellement engagé sa croissance qu’à partir d’octobre : la biomasse sèche de cette dernière atteignait 3,3 t/ha au 30 octobre contre 1 t/ha au 30 septembre.

Sur les deux campagnes suivantes, les couverts ont été semés en même temps que le tournesol. Cela a sécurisé leur développement mais a pénalisé le développement du tournesol.

Quel impact sur la gestion des adventices et les performances du tournesol ?

Sur la campagne 2015, le semis des couverts ayant été décalé, le tournesol a pu être biné et la concurrence des adventices a été maitrisée sur toutes les modalités - d’autant mieux que la rareté des pluies n’a pas favorisé leur développement.

Sur les campagnes 2016 et 2017, dans un contexte plus favorable à leur développement précoce, une pression importante de panic pied-de-coq a été observée sur les modalités associées à des couverts. La biomasse d’adventices a ainsi été estimée à 250 g/m² en 2016 sur le tournesol conduit seul, contre 375 à 435 g/m² pour les modalités avec couverts en 2016, et à 100 g/m² contre 510 à 1000 g/m² en 2017. Les couverts n’ont donc pas permis de contenir le développement des adventices, ni surtout de le ramener au niveau obtenu via le désherbage mécanique.

Si la biomasse produite par le couvert a bien un effet significatif sur la biomasse d’adventices mesurée, cet effet apparaît donc limité. Pour des biomasse verte de couvert supérieures à 1,5 t/ha, la biomasse d’adventices est relativement proche entre modalités ; en revanche, elle augmente fortement si la biomasse du couvert est inférieure, comme cela a été le cas du mélange d’espèces semé en 2017.

L’effet de concurrence sur le tournesol a été visible dès le début de la floraison en 2016 et 2017, et a pénalisé le rendement. Cette concurrence a été exercée conjointement par le couvert et par les adventices (figure 1). Les différences de rendement sont ainsi très fortes, avec une perte moyenne de 10 q/ha (toutes espèces de couvert confondues) sur une base de 34 q/ha pour le tournesol conduit seul en 2016, et de 15 q/ha sur une base de 29 q/ha en 2017. En 2016, le mélange s’est révélé le moins concurrentiel, en entraînant une perte de 7 q/ha, contrairement à la vesce qui a entrainé une perte de 12 q/ha ; en revanche, en 2017, l’effet des différents couverts a été identique.

Peu d’effet sur le blé tendre suivant

Sur les trois campagnes de suivi, aucun effet positif n’a été détecté : ni sur les reliquats en sortie d’hiver, ni sur les indices de nutrition azotée (INN) mesurés sur le blé tendre.

Concernant le rendement de ce dernier, un bonus n’a été visible qu’avec le couvert de luzerne : +5 q/ha, sur une base de 21 q/ha pour le blé suivant le tournesol conduit seul en 2016, ainsi qu’en 2018 sur une base de 27 q/ha ; ces différences n’étaient toutefois pas statistiquement significatives.

Aucune différence n’a été observée sur la teneur en protéines du blé tendre sur les trois campagnes.

D’autres modes d’implantation et de gestion à expérimenter

Du point de vue économique, la conduite d’un couvert associé au tournesol dans les conditions testées n’est pas rentable, du fait de la moins-value sur tournesol qui n’est pas compensée par une plus-value sur le blé.

Ce constat peut être cependant modulé à plusieurs niveaux. Le premier est que ces essais n’ont pas regardé d’autres critères, comme l’effet sur la fertilité biologique des sols. Le deuxième est que l’objectif était de maximiser le développement du couvert, ce qui a conduit à semer le couvert en même temps que le tournesol. Ceci a maximisé la concurrence du couvert. Un semis plus tardif des légumineuses (au dernier binage du tournesol), moins favorable à leur développement, pourrait limiter l’effet de concurrence, d’autant plus que le salissement précoce aura pu être alors géré par un désherbage mécanique.

Le troisième est que le couvert n’a été maintenu qu’une campagne. Son effet bénéfique est donc limité, d’autant que, pour les légumineuses fourragères pérennes comme la luzerne, le développement de la biomasse est plus important la deuxième, voire la troisième année d’implantation. Un couvert maintenu au-delà d’un an pourrait avoir des effets cumulatifs bénéfiques qu’il n’a pas été possible d’investiguer ici.

Toutefois, maintenir un couvert pérenne impose de développer une technique de gestion culturale spécifique. Une piste prometteuse est actuellement étudiée par Arvalis : une luzerne est semée dans l’inter-rang du tournesol à 30cm d’écartement, à l’aide d’un système de guidage RTK ; puis le blé est semé dans les inter-rangs de la luzerne, cette dernière continuant à se développer. Dans l’expérimentation menée de 2016 à 2018 dans le Tarn, les résultats obtenus en 2018 avec la réalisation de deux ou trois coupes de luzerne entre les rangs du blé conduisent aux meilleurs rendements, avec des teneurs en protéines en tendance plus élevées que la moyenne régionale ; en revanche, si aucune coupe n’est réalisée, la luzerne étouffe le blé. Cette piste prometteuse continuera d'être expérimentée, à plus large échelle en France sur les prochaines années. Une évaluation globale à l’échelle de la rotation testée dans le Tarn est d’ores et déjà prévue pour ce printemps 2021.

Cécile Le Gall - c.legall@terresinovia.fr
Régis Hélias - r.helias@arvalis.fr