Semis direct sous couvert permanent, par Daniel Brémond
Bienvenue pour cette visite virtuelle de l’essai d’Oraison (04 – Alpes de Haute-Provence) réalisée le 9 juin 2020. Daniel Brémond (agriculteur) et l’équipe Méditerranée d’ARVALIS présentent les résultats du semis direct sous couvert végétal vivant en grandes cultures, en climat méditerranéen.
Merci à Arvalis et à Stéphane JEZEQUEL pour l'aimable autorisation de remise en ligne.
Retrouvez toute l'info technique des grandes cultures et des fourrages en vous abonnant à la lettre ARVALIS-infos.fr : http://arvalis.info
Présentation de l’essai
Cette intervention présente les résultats d’un essai de longue durée sur l’agriculture de conservation des sols, conduit à Oraison chez Daniel Brémond depuis 2012-2013.
La présentation est assurée par des ingénieurs régionaux d’Arvalis, basés à Gréoux-les-Bains et à Nîmes. Il s’agit d’un essai mené en coproduction avec l’agriculteur : les idées viennent à la fois de Daniel Brémond et d’Arvalis, et la mise en œuvre est réalisée avec le matériel de l’exploitation. Ce point est important, car le semis direct sous couvert nécessite un matériel adapté, en particulier un semoir de semis direct.
L’essai est un essai en grandes parcelles. Il comprend :
- 30 bandes,
- de 6 mètres de large,
- sur 150 mètres de long,
- soit environ 900 m² par bande.
Il n’y a pas de répétitions au sens classique des essais en microparcelles. En revanche, les mesures sont complétées par des observations et prélèvements répétés dans les bandes, ainsi que par la pesée des récoltes avec le matériel de l’agriculteur.
L’essai est divisé en deux grandes parties :
- une partie en sec, sans irrigation ;
- une partie en irrigué.
L’objectif est de représenter les conditions méditerranéennes réelles, où l’irrigation change fortement les possibilités de rotation.
Pourquoi travailler le semis direct sous couvert en climat méditerranéen
La réflexion part d’un constat climatique. En climat méditerranéen, les conditions sont très variables et les épisodes extrêmes tendent à devenir plus fréquents : sécheresses longues, pluies intenses, alternances brutales entre années très sèches et années très humides.
L’idée développée dans la présentation est que ce n’est pas seulement l’augmentation moyenne de température qui pose problème à l’agriculture, mais surtout l’augmentation de la fréquence des situations extrêmes : jours exceptionnellement chauds, secs, humides ou froids.
Dans ce contexte, l’intérêt du semis direct sous couvert est recherché comme voie vers un système plus résilient, capable de mieux tamponner les aléas climatiques.
Un exemple concret est donné avec des épisodes pluvieux intenses : sur des sols couverts, la terre reste en place, alors que sur des sols travaillés et laissés nus, même relativement plats, l’eau ruisselle en emportant de la terre.
Objectifs de l’essai
L’essai cherche à mettre au point un système de semis direct sous couvert en conditions méditerranéennes.
Les grands principes sont les suivants :
- garder le sol couvert le plus possible tout au long de l’année ;
- introduire des légumineuses et des couverts dans des rotations céréalières ;
- allonger les rotations ;
- réduire au maximum la perturbation du sol ;
- travailler uniquement avec un semoir direct, sans travail du sol.
Dans les bandes en sec, les cultures de vente restent principalement le blé dur. Dans les bandes irriguées, on retrouve davantage le maïs et le soja.
Les rotations ne sont pas figées à l’avance, car elles doivent être adaptées au climat de l’année. Par exemple, le colza peut être envisagé dans la rotation, mais en Provence, sa réussite dépend fortement des pluies de fin août ou début septembre, ce qui n’est pas assuré tous les ans.
Organisation des rotations et diversité des essais
Les bandes permettent d’expérimenter un grand nombre de combinaisons entre cultures et couverts.
On retrouve notamment :
- du blé dur ;
- du blé tendre ;
- du maïs ;
- du soja ;
- du sorgho fourrager ;
- du tournesol ;
- du pois chiche ;
- de la féverole ;
- de nombreuses légumineuses, soit en culture, soit en couvert.
Parmi les légumineuses testées ou mobilisées dans les systèmes, on trouve :
- la luzerne ;
- le sainfoin ;
- le trèfle violet ;
- le trèfle blanc ;
- le lotier ;
- les vesces ;
- les pois ;
- les gesses ;
- le fenugrec.
Certaines bandes ont aussi servi à gérer des problèmes particuliers, notamment des infestations de ray-grass résistants. Dans certains cas, des bandes de blé ont été sacrifiées et remplacées par du sorgho fourrager pour éviter le salissement et la montée à graines des adventices.
Pourquoi privilégier des légumineuses pérennes
Au début de l’essai, des couverts annuels ont été testés. Mais en climat méditerranéen, leur conduite s’est révélée difficile :
- implantation délicate ;
- levée aléatoire faute d’eau ;
- destruction nécessaire avant la culture suivante ;
- dépendance fréquente au glyphosate pour cette destruction.
L’essai a donc évolué vers le travail avec des légumineuses pérennes, maintenues vivantes dans la rotation.
Les intérêts recherchés sont :
- éviter d’avoir à réimplanter un couvert chaque année ;
- sécuriser la présence d’un couvert dans un climat sec ;
- réduire la dépendance aux destructions chimiques de couverts annuels ;
- conserver un système racinaire vivant ou au moins pérenne dans le sol.
Dans les conditions d’Oraison, deux espèces ressortent particulièrement :
- la luzerne ;
- le sainfoin.
Les trèfles, en particulier le trèfle blanc, se sont montrés moins robustes face aux sécheresses estivales.
Implantation des légumineuses avec le colza
La première voie testée a été l’association de légumineuses pérennes avec le colza, car c’est une pratique déjà connue dans d’autres régions de France.
Quand les conditions de levée sont réunies, le système peut très bien fonctionner : le colza s’installe, et la légumineuse également. Mais en conditions provençales, cette situation idéale est rare. Depuis le début de l’essai, elle n’a réellement réussi que très peu d’années, faute de pluies suffisantes au moment du semis.
Lorsque le colza et la légumineuse ont réussi à s’implanter, l’essai a montré que certaines légumineuses résistaient bien ensuite aux étés très secs :
- la luzerne redémarre correctement ;
- le sainfoin se maintient bien ;
- le trèfle violet peut tenir ;
- le trèfle blanc souffre davantage ;
- le lotier reste plus irrégulier.
Conclusion : le colza est un bon vecteur théorique d’implantation, mais il est trop dépendant du climat local pour constituer une solution suffisamment régulière en Provence intérieure.
Implantation et maintien de la luzerne ou du sainfoin dans le blé
Une autre idée a consisté à travailler directement avec le blé, culture centrale dans les systèmes céréaliers de la région.
L’hypothèse de départ était la suivante : si l’on réussit à maintenir une luzerne ou un sainfoin vivant dans le blé, on pourrait bénéficier d’un effet rotation sans forcément sortir du blé de manière trop longue.
Sur le papier, l’idée est séduisante. Dans certaines situations, elle fonctionne. Il est possible d’observer du blé correct avec de la luzerne ou du sainfoin présente au pied. Mais en pratique, la difficulté est de maintenir le couvert de façon homogène et durable sans qu’il concurrence trop la culture.
Deux situations opposées sont observées :
- soit le couvert disparaît ou devient très clairsemé ;
- soit au contraire il devient trop vigoureux et étouffe le blé.
En climat méditerranéen, il n’est pas possible de laisser librement vivre un sainfoin ou une luzerne non régulés dans le blé, contrairement à ce qui peut parfois être envisagé dans des régions plus océaniques ou plus froides. Ici, si rien n’est fait, le couvert prend le dessus.
Il faut donc trouver un équilibre de régulation, généralement via les herbicides du blé.
Gestion des herbicides pour réguler les couverts
La régulation des couverts pérennes dans les cultures est un point clé du système.
Dans le blé, le choix du désherbage est d’abord guidé par les adventices, et notamment par la présence de ray-grass résistants. Le couvert n’est pas l’élément principal qui pilote le programme : c’est bien la flore adventice qui commande.
En simplifiant :
- les sulfonylurées sont souvent peu destructrices sur luzerne et sainfoin ;
- les hormones sont plus efficaces pour arrêter temporairement ou plus fortement ces couverts ;
- sur les trèfles, la sensibilité est différente, avec souvent plus d’efficacité des sulfonylurées.
Cependant, les intervenants insistent sur le fait qu’il est très difficile de généraliser. La réponse des couverts aux herbicides varie :
- d’une région à l’autre ;
- d’une année à l’autre ;
- selon la vigueur du couvert ;
- selon le climat.
C’est pourquoi ils estiment difficile de produire des recommandations simples et universelles. Le réglage reste largement local et empirique.
Implantation des légumineuses dans le maïs
L’implantation de la luzerne ou du sainfoin dans le maïs a également été testée, dans la partie irriguée de l’essai.
Dans certains cas, la luzerne implantée dans le maïs puis régulée ensuite dans le blé suivant a permis d’obtenir de bons résultats. Une situation présentée montre un blé irrigué derrière maïs avec luzerne au pied ayant atteint 74 quintaux par hectare.
Mais là encore, tout dépend de la densité du couvert et de sa maîtrise :
- si la légumineuse est trop peu présente, l’effet recherché reste limité ;
- si elle est trop développée, la concurrence avec le maïs devient problématique.
Le maïs est décrit comme une culture particulièrement sensible à la concurrence. Il faut donc rester prudent. Le sainfoin, par exemple, s’installe facilement et donne rapidement une belle densité, mais il peut basculer assez vite vers une situation trop concurrentielle.
Le désherbage du maïs est alors adapté pour essayer de maintenir la culture dominante tout en conservant le couvert.
Des créneaux d’implantation plus originaux
Le pois chiche
Le pois chiche est présenté comme une culture intéressante pour implanter une légumineuse pérenne.
Même si cela peut sembler paradoxal puisqu’il s’agit déjà d’une légumineuse, plusieurs arguments sont avancés :
- le pois chiche est peu couvrant ;
- il laisse passer la lumière ;
- ses dates de semis coïncident mieux avec les besoins des couverts pérennes en sortie d’hiver.
La légumineuse sous couvert de pois chiche peut ainsi s’installer dans de bonnes conditions. En revanche, le pois chiche est lui-même peu concurrentiel face aux adventices, et la coexistence avec un couvert peut rendre la récolte compliquée. Dans certains cas, Daniel Brémond a dû faucher puis andainer avant reprise à la moissonneuse.
Les résultats de 2020 montrent des situations contrastées :
- certaines bandes avec trèfle violet et lotier ou avec luzerne semblent prometteuses ;
- d’autres, notamment avec luzerne très développée ou avec sainfoin, montrent une concurrence excessive au détriment du pois chiche.
La féverole
La féverole est également utilisée comme culture d’installation.
L’idée est assez proche de celle du colza : semer une culture qui protège l’installation de la légumineuse pérenne. Dans les conditions locales, Daniel Brémond estime que la féverole réussit mieux lorsqu’elle est semée tôt, parfois dès fin septembre.
La difficulté est similaire à celle observée avec le colza :
- si la féverole est trop dense, elle étouffe le couvert ;
- si elle est plus aérée, la légumineuse pérenne peut mieux s’installer.
Les associations entre légumineuses annuelles gélives et pérennes
Une autre piste explorée consiste à associer une légumineuse annuelle gélive, par exemple le fenugrec, avec une légumineuse pérenne.
Le raisonnement est le suivant :
- les légumineuses pérennes s’installent lentement ;
- si elles sont semées trop clair, elles se salissent vite ;
- si elles sont semées dense, elles deviennent ensuite difficiles à gérer.
Le fenugrec, plus rapide au démarrage, peut jouer le rôle de plante relais :
- il couvre le sol rapidement ;
- il limite les adventices ;
- il gèle ensuite en hiver ;
- il laisse la place à la légumineuse pérenne.
Cette solution est présentée comme intéressante.
Le double couvert avant maïs
Parmi les réussites marquantes évoquées, le système de double couvert avant maïs occupe une place importante.
Le principe est le suivant :
- implanter d’abord un couvert d’été très productif, en général du sorgho fourrager ;
- implanter en même temps ou juste après un deuxième couvert pérenne, en particulier du sainfoin ;
- détruire ou broyer le sorgho ;
- conserver le sainfoin vivant ;
- semer ensuite le maïs dans ce sainfoin.
Ce système permet de combiner :
- une forte production de biomasse estivale grâce au sorgho ;
- le maintien d’un couvert pérenne grâce au sainfoin.
Le maïs est ensuite semé dans une situation qui peut sembler impressionnante, voire inquiétante pour un maïsiculteur habitué à un sol nu. Pourtant, avec une bonne régulation herbicide, le maïs peut reprendre le dessus et atteindre des rendements tout à fait satisfaisants, de l’ordre de 120 à 135 quintaux par hectare dans le secteur.
Ce système est présenté comme une validation importante, inspirée notamment de pratiques plus répandues dans le Sud-Ouest.
Doses de semis évoquées
Quelques ordres de grandeur sont donnés pendant la présentation :
- sainfoin : environ 90 kg/ha, car il est semé en gousses ;
- luzerne : environ 12 à 15 kg/ha ;
- mélanges de légumineuses pérennes : environ 15 kg/ha au total, répartis entre espèces.
Les intervenants insistent sur le fait que ces doses doivent être ajustées selon l’objectif :
- si le couvert est trop concurrentiel, on peut baisser ;
- si on a du mal à l’installer, on peut augmenter.
Pour le sorgho fourrager du double couvert, la dose dépend fortement de l’objectif :
- forte dose si l’on cherche beaucoup de biomasse ;
- dose plus faible si l’on veut moins concurrencer ou mieux installer le couvert pérenne associé.
Implantation pratique des couverts
L’implantation se fait en général avec un semoir direct. Selon les cas :
- semis en même temps que la culture ;
- semis avec décalage de quelques semaines ;
- parfois double passage si le matériel le nécessite.
Le semis à la volée a été essayé, mais jugé peu satisfaisant dans les conditions méditerranéennes, faute de régularité de levée.
Deux grandes fenêtres favorables sont distinguées :
- fin août-début septembre, qui est la meilleure période pour installer luzerne ou sainfoin quand c’est possible ;
- la fin d’hiver, sous couvert d’une culture comme le pois chiche, le tournesol ou le maïs irrigué.
Adventices, maladies et ravageurs
Les adventices
Le ray-grass résistant est un problème majeur dans l’essai. Il constitue une contrainte structurante dans la conduite des bandes.
La concurrence des mauvaises herbes reste, avec la nutrition azotée, l’un des principaux facteurs limitants des performances du système.
Les maladies
Des problèmes de fusariose peuvent apparaître, notamment sur blé derrière maïs. Toutefois, les intervenants ne considèrent pas que ces problèmes soient forcément plus marqués qu’en système classique. Ils existent, mais ne sont pas présentés comme spécifiques ou systématiquement aggravés par le semis direct sous couvert.
Les ravageurs
La présence durable de légumineuses pérennes peut favoriser certains ravageurs, notamment :
- les campagnols ;
- parfois d’autres animaux comme les sangliers ou les blaireaux.
Les campagnols sont particulièrement mentionnés comme un problème récurrent. Les intervenants expliquent que ce type de difficulté apparaît souvent par phases dans les systèmes de conservation : d’abord les limaces, puis plus tard les campagnols, etc. Ils insistent aussi sur l’importance des régulations naturelles, par exemple via les rapaces et les renards, et sur certaines adaptations de pratiques comme la hauteur de coupe à la moisson.
Des questions ont aussi été évoquées sur les taupins dans le maïs. Le sujet est identifié, avec la perspective de travaux de piégeage et de suivi. En cas de pression forte, les intervenants rappellent qu’ils ne sont pas en agriculture biologique stricte dans cet essai et que l’usage d’insecticides de sol peut rester nécessaire.
Le cas du bio
La présentation aborde aussi la question du semis direct sous couvert en agriculture biologique.
Des essais existent ailleurs, avec travail du sol limité ou avec valorisation par élevage, mais les intervenants indiquent qu’à ce stade ils ne savent pas faire du semis direct sous couvert vivant strictement sans travail du sol et sans herbicide en bio.
Aujourd’hui, selon eux, il faut choisir :
- soit un peu d’herbicides ;
- soit un peu de travail du sol.
Le système sans l’un ni l’autre n’est pas encore maîtrisé, sauf éventuellement dans des configurations avec élevage, fauche ou pâturage.
Ils rappellent néanmoins que des essais existent avec d’autres partenaires, notamment en Provence, pour explorer ces pistes.
Suivi du sol et indicateurs biologiques
L’un des points forts de l’essai est le suivi du fonctionnement du sol.
Profils de sol et enracinement
Des profils culturaux sont réalisés. Ils montrent :
- une bonne structure générale ;
- l’absence de semelle de labour ;
- un enracinement profond ;
- de nombreuses galeries de vers de terre, souvent très verticales.
En sec, les racines descendent jusqu’à environ 1 mètre. En irrigué, elles peuvent aller jusqu’à 1,50 mètre. Les galeries de vers de terre vont parfois encore plus profond.
Matière organique
Les analyses de sol distinguent plusieurs compartiments :
- la matière organique liée, plus stable, assimilée à la part stockée ;
- la matière organique libre, plus facilement dégradable, qui sert de carburant à la biomasse microbienne.
L’idée importante est qu’un bon sol ne doit pas seulement stocker du carbone : il doit aussi garder une fraction active capable d’alimenter la vie du sol.
Biomasse microbienne
Les mesures montrent une biomasse microbienne très élevée dans les 10 premiers centimètres, bien supérieure à ce que l’on observe classiquement dans des sols moyens.
Cela est interprété comme le signe d’un sol biologiquement actif, avec une forte capacité de dégradation des résidus et de minéralisation.
Activité de minéralisation
Les analyses de laboratoire montrent également une forte capacité de minéralisation du carbone et de l’azote.
Un exemple donné indique un potentiel annuel de fourniture d’azote très important, de l’ordre de 138 unités dans certains cas. L’idée n’est pas de dire que cette quantité se substitue directement à l’engrais, mais de montrer que le fonctionnement du sol devient un élément central du raisonnement agronomique.
Évolution du sol entre 2015 et 2020
L’essai ayant plusieurs années de recul, les mêmes analyses ont été refaites à plusieurs dates sur certaines bandes.
Les tendances mises en avant sont les suivantes :
- augmentation du taux de matière organique ;
- augmentation de la biomasse microbienne ;
- augmentation du potentiel de minéralisation de l’azote.
En moyenne, le système montre une amélioration rapide et nette du fonctionnement du sol, particulièrement en surface.
Les intervenants soulignent que ces progrès sont d’autant plus marqués que l’on part d’un sol dégradé. En revanche, ils rappellent aussi que plus un sol est dégradé au départ, plus il est difficile de faire réussir les couverts au début.
Rendements et nutrition azotée du blé
Les performances du blé sont analysées non seulement en rendement brut, mais surtout en comparaison avec le potentiel de l’année, estimé selon les conditions climatiques.
Cette approche permet de mieux juger si un rendement est bon ou non dans le contexte réel de l’année.
L’un des principaux enseignements est que la nutrition azotée reste déterminante. L’indice de nutrition azotée à floraison est utilisé pour interpréter les résultats. Quand cet indice est proche de 1, le blé est correctement nourri ; quand il est nettement inférieur, il subit un stress azoté.
Les résultats montrent que :
- une partie importante de la variabilité de rendement s’explique par l’azote ;
- mais d’autres facteurs interviennent aussi, comme les adventices, la concurrence du couvert, les maladies ou les ravageurs.
Pour l’année 2019 sur certaines bandes de blé, les résultats sont jugés très satisfaisants, avec :
- des rendements proches du potentiel de l’année ;
- de bons taux de protéines ;
- une bonne valorisation de l’azote apporté.
Une fertilisation azotée repensée
Un point très important de la présentation concerne la stratégie de fertilisation azotée dans ces systèmes.
Les intervenants expliquent que, dans un sol très actif biologiquement, il ne faut pas seulement raisonner les besoins du blé, mais aussi ceux de la biomasse microbienne qui doit dégrader les résidus et faire fonctionner le système.
C’est ce qui les conduit à expliquer certains apports d’azote très précoces et importants, qui paraîtraient inhabituels dans un système conventionnel. L’idée est d’alimenter à la fois le sol et la culture.
Ils reconnaissent toutefois qu’il ne s’agit pas encore d’une préconisation stabilisée. Il faut encore construire des références et des outils de pilotage, y compris pour dialoguer avec l’administration sur les contraintes réglementaires liées aux nitrates.
Le message essentiel est que, dans ces systèmes, le pilotage de l’azote doit intégrer le fonctionnement du sol et pas seulement les besoins immédiats de la plante.
Résultats d’un essai « zéro phyto, zéro azote minéral »
Pour tester les limites du système, une bande a été conduite en 2019 sans produit phytosanitaire et sans apport d’azote minéral.
Le blé était semé dans un sainfoin vivant, sans désherbage ni fertilisation minérale.
Le résultat a été très dégradé :
- le blé était présent ;
- mais il était fortement concurrencé par le sainfoin et les coquelicots ;
- les épis étaient petits ;
- le nombre de grains par épi et le PMG étaient faibles ;
- le rendement final tombait à environ 14 quintaux par hectare, contre 58 quintaux pour le témoin conduit normalement.
Cet essai est présenté comme un clin d’œil, mais aussi comme une démonstration concrète : laisser faire uniquement la nature, dans ces conditions, ne permet pas aujourd’hui d’obtenir un système productif satisfaisant.
Enseignements généraux
Les conclusions mises en avant sont les suivantes :
- les bénéfices agronomiques sur le sol sont réels, mesurables et assez rapides ;
- le système améliore la tolérance aux aléas climatiques à condition de maintenir un sol couvert ;
- la réussite repose sur un équilibre délicat entre culture, couvert et adventices ;
- il faut beaucoup de réactivité et d’adaptation au climat de l’année ;
- le sainfoin ressort comme une légumineuse très intéressante en climat méditerranéen, mais pas toujours simple à maîtriser ;
- le double couvert avant maïs est une piste particulièrement prometteuse ;
- les associations entre couverts gélifs et pérennes sont également intéressantes ;
- des marges de progrès subsistent sur la gestion du ray-grass résistant, la dépendance aux herbicides et le choix d’espèces ou variétés mieux adaptées.
Sur le plan économique, les intervenants indiquent qu’en régime de croisière le système peut économiser environ 150 à 250 euros par hectare en charges de mécanisation, voire davantage selon les cas. Mais ils insistent aussi sur le fait que les premières années peuvent être délicates, avec des échecs à absorber.
Perspectives
Plusieurs pistes de travail sont évoquées pour la suite :
- mieux diffuser les résultats sous une forme opérationnelle ;
- enrichir les outils d’aide au choix des couverts avec une rubrique « couvert vivant permanent » ;
- mieux piloter la fertilisation azotée dans ces systèmes ;
- travailler sur des variétés de légumineuses spécifiquement adaptées à l’usage en couvert permanent, et pas seulement sélectionnées pour le fourrage ;
- continuer à diversifier les espèces testées.
L’idée d’utiliser des plantes capables de favoriser un stockage plus profond du carbone est aussi évoquée, avec prudence : il ne suffit pas qu’une racine descende profondément pour que le carbone y soit réellement stocké de manière stable.
Conclusion
L’essai d’Oraison chez Daniel Brémond montre qu’en climat méditerranéen, le semis direct sous couvert permanent est possible et qu’il apporte de vrais bénéfices sur le fonctionnement du sol. Il met aussi en évidence la technicité du système, sa dépendance aux conditions climatiques et la nécessité d’adapter en permanence les choix de cultures, de couverts et de régulation.
L’approche n’est pas présentée comme une recette simple, mais comme un système en construction, exigeant, qui demande de l’observation, du temps et du savoir-faire, tout en ouvrant des perspectives intéressantes face aux enjeux climatiques et agronomiques.
