les légumineuses. comment ça marche

Les légumineuses

Comment ça marche ?

2 Les légumineuses : comment ça marche ? © juillet 2010

Les légumineusescomment ça fonctionne ?1

La famille des légumineuses se caractérise par la capacité à fixer l’azote de l’air. Cette fixation est due à la présence de bactéries du genre Rhizobium leguminosarum présentes dans les nodosités des racines. Les nodosités sont ainsi le lieu d’une activité symbiotique : la plante fournit les substances carbonées aux bactéries, et les bactéries fournissent à la plante les substances azotées synthétisées à partir de l’azote atmosphérique.

Comment favoriser la mise en place des nodosités, et le fonctionnement du rhizobium ?La mise en place des nodosités démarre dès les premières feuilles. Les nodosités ont besoin d’air et d’oxygène pour bien fonctionner. Il faut donc éviter les sols tassés, les sols hydromorphes, les excès d’eau.

Les légumineuses utilisent préférentiellement les nitrates présents dans le sol. Leur disponibilité ou l’apport d’azote (minéral ou par les engrais organiques) provoque une diminution de nombre de nodules et donc une baisse de l’activité symbiotique de fixation d’azote atmosphérique.

Un chiffreAu niveau mondial, on estime à 100 millions de tonnes par an la masse d’azote atmosphérique fixée par les légumineuses, ce qui est comparable à la production d’azote par l’industrie chimique.

Semis sous couvertCette technique permet de limiter le salissement à l’implantation, et d’assurer un rendement satisfaisant en première coupe.

Selon les régions, plusieurs possibilités existent : céréales de printemps, tournesol…

La bactérie : Rhizobium trifoli

© F

ranc

k Da

zzo

Une symbiose plante / bactérie qui permet la fixation de l’azote de l’air grâce aux bactéries présentes dans les nodosités !

3Les légumineuses : comment ça marche ? © juillet 2010

FOCUS sur la luzerne

➊ Avoir un sol sain, bien structuré, voire drainé La luzerne exprime son potentiel si elle est implantée dans un sol sain, profond et bien structuré. On peut définir les situations favorables ou défavorables selon le tableau.

➋ Vérifier le pHLa luzerne préfère un sol sain, dont le pH est proche de la neutralité. Un pH entre 6,5 et 7,2 est la garantie du bon fonctionnement de la plante et des bactéries de fixation de l’azote. Lorsque le pH est inférieur à 6, il est conseillé de le remonter.

➌ Penser à inoculerLe rhizobium est une bactérie naturellement présente dans les sols mais certaines souches sont spécifiques de la légumineuse semée, comme pour la luzerne. En dehors des sols calcaires, il faut systématiquement inoculer.

➍ Semer rapidement On peut semer la luzerne au printemps ou en fin d’été. Mais ce sont le précédent et sa date de récolte qui conditionnent le choix de l’époque de semis. Attention, respecter un délai de retour de minimum 5 ans entre deux luzernes.

Type de sol SableuxCalcaires Limono-argileux

Argilo-calcaires Terres de Groie Terres de Champagne Sains Hydromorphes

Structure compacte Défavorable Assez défavorable

Assez défavorable Très défavorable

Bonne structure Favorable si pH suffisant Favorable Très favorable Très favorable Favorable

© G

NIS

30/08

10/09

20/09

Dates limites de semis de la luzerne dans l’Ouest

© n

.corn

ec


Les légumineusesquels intérêts pour la rotation ?2

Les légumineuses utilisées en culture pure ou en association jouent un rôle ma-jeur dans la rotation. Leur intérêt agronomique n’est plus à dé-montrer. La structure du sol, la fourniture d’azote pour les cultures associées ou qui lui succèdent, leur concurrence vis-à-vis des adventices en sont les meilleurs exemples !

● Intérêt pour la structure du sol Le système racinaire souvent très développé des légumi-neuses favorise la structure du sol. Certaines possèdent un pivot (luzerne) qui permet d’avoir une action en profondeur favorisant ainsi l’infiltration de l’eau et l’alimentation des plantes…

● Intérêt pour la fourniture d’azote La fixation de l’azote par les légumineuses leur confère un rôle majeur dans la rotation. Les nodosités présentes au niveau du système racinaire « captent » l’azote atmosphérique qui est directement valorisé par le couvert présent. Cet azote est également libéré et mis à disposition des cultures suivantes après retournement.

- Au cours de la campagne, en culture associée, 30 % de lé-gumineuses dans une prairie équivaut à environ 100 unités d’azote fournies aux graminées.

- Après retournement : la libération de l’azote va bénéficier aux cultures suivantes. Le supplément de fourniture d’azote

Exemple de la luzerne.Le système racinaire très développé améliore la structure du sol…

dû à la minéralisation des résidus de légumineuses est important. Pour la luzerne en pure, par exemple, il peut s’élever entre 100 et 160 kg N/ha sur les 18 premiers mois avec plus de 50 % de l’azote libéré dès la première année (figure 1).

● Intérêt pour la concurrence vis-à-vis des adventicesFortement conseillées en associations avec des graminées (dactyle, fétuque, RGA, RGH...) les légumineuses jouent leur rôle de concurrence vis-à-vis des adventices grâce à un recouvrement important du sol. On peut les utiliser en regarnissage des prairies ou en interculture (tournesol, colza, orge de printemps).

● Intérêt pour reconstituer les stocks fourragersLorsque le printemps est particulièrement sec et froid, les stocks fourragers sont très vite mis en défaut. Dans ce contexte difficile, l’association graminées + légumineuses est la meilleure réponse pour assurer une production en quantité et qualité au pâturage comme à l’ensilage ! Les intercultures de 4 à 8 mois pourront être valorisées par l’utilisation de dérobées. Par exemple, les associations Ray Grass d’Italie + Trèfles sont très efficaces pour reconstituer les stocks en quantité (1 à 3 exploitations) et en qualité (UF et PDI) tout en faisant des économies d’azote pour la culture suivante.

Photo 1 : pivot racinaire de la luzerne

Photo 2 : système racinaire de la luzerne


Les légumineusesquels intérêts pour la rotation ?

Luzerne 2 = repousses de luzerne de 4 semaines le jour du retournement

Luzerne 1 = luzerne fauchée le jour du retournement

Témoin = sols sans résidus végétaux

Figure 1 : Minéralisation nette cumulée (kg N/ha) provenant des résidus de luzerne.

Figure 2 : Production de différentes prairies (t MS/ha) dont les proportions d’espèces semées et non semées varient au cours du temps et selon le type de prairie : graminées pures ou mélange graminées + légumineuses. La prairie en mélange produit davantage et se dégrade peu en comparaison aux prairies de graminées pures.

Source : INRA, CA, SNDF

Source : Lüscher et al., 2008

400

N minéralisé kg/ha

Fin première année

Eet netdes résidus

300

200

100

07/10/97

01/01/98

03/04/98

04/07/98

04/10/98

04/01/99

06/04/99

07/07/99

Luzerne 2

Témoin

Luzerne 1

année 11 2 3 4 5

année 21 2 3 4 5

année 31 2 3 4 5

1 RGA2 Dactyle3 Trè�e Violet4 Trè�e Blanc5 25 % de chacune des espèces

espèces non seméesespèces semées

14t MS/ha

12

10

8

6

4

2

Associées aux graminées, les légumineuses limitent le développement des adventices …

© n

.corn

ec

Les légumineusesquelles clés pour un fourrage de qualité ?

3

Les légumineuses présentent deux avan-tages : une pousse relativement stable dans le temps, en particulier lors de la période estivale, et une bonne valeur ali-mentaire.

● Légumineuses : un étalement de la production dans le temps Les légumineuses démarrent plus tard en végétation, elles ont besoin de chaleur et de lumière. Ainsi, il faut une tem-pérature minimale de 9°C pour que le trèfle blanc se déve-loppe. Leur rende-ment de printemps reste inférieur à celui des graminées, mais leur production esti-vale est supérieure. Il faut savoir que la luzerne peut tolérer des températures jusqu’à 40° C.

● Légumineuses : un fourrage bien ingéré et de bonne valeur alimentaire Les légumineuses ont une bonne digestibilité, et ce sur l’ensemble du cycle. Ceci est lié à l’importance des feuilles par rapport aux tiges. Les feuilles sont toujours plus digestibles car peu lignifiées, riches en matières azotées et en matières minérales. Les légumineuses sont donc également des fourrages riches en azote et en énergie, et dont les valeurs sont relativement stables dans le temps.

De plus, les légumineuses sont très bien consommées par les animaux. Des essais réalisés par l’INRA montrent que la capacité d’ingestion de RGA + TB est toujours plus élevée que celle du RGA seul.

● Luzerne : quel mode d’exploitation et à quel stade ?Le pâturage : possible en prenant des précautionsLe pâturage des premiers et seconds cycles de luzerne est formellement déconseillé : risque de météorisation et de piétinement. Le pâturage est possible à partir de la fin de l’été à condition de :

• ne pâturer que des repousses d’au moins 5 semaines,

• utiliser un fil arrière pour empêcher la pâture des jeunes repousses,

• ne pas sortir des animaux à jeun et leur mettre à disposition du fourrage fibreux.

Production annuelle d’une graminée + Trèfle Blanc comparée à celles de graminées pures.

Source : Essais EDE 22, 29, 56Graminées

+ Trèfle Blanc Graminées pures

Fin d’hiverDébut printemps

Production

Printemps Eté Automne

J F M A M J J A S O N D

© G

NIS



Les légumineusesquelles clés pour un fourrage de qualité ?

Valeurs alimentaires du Trèfle Blanc et du Ray Grass Anglais selon leurs stades de végétation.

Comment assurer la pérennité de la luzerne ?Pour assurer une bonne pérennité de la luzerne : il est important de réaliser une fauche à début floraison.

Pourquoi ? C’est à ce stade que les réserves racinaires sont au maximum, ce qui permet à la plante de résister à l’hiver.

Luzerne début floraison

Les fauches : comment choisir entre ensilage, enrubannage et foin ?L’ensilage réalisé à l’apparition des boutons floraux, permet de récolter le meilleur rendement valeur alimentaire par ha, mais il est parfois difficile à réaliser, la plante étant pauvre en sucre.

L’enrubannage permet d’avancer la date de récolte par rapport à un foin, et la qualité reste élevée.

Le foin est très pratiqué, mais pour être réussi il faut limiter la perte des feuilles. Celles-ci se dessèchent plus rapidement que les tiges, deviennent fragiles et tombent facilement au sol si le fourrage est fréquemment secoué. Par ailleurs, il faudra rentrer un foin sec qui ne chauffe pas, en visant un taux de matière sèche de 85 %. Cela signifie qu’il faut évaporer 3 à 5 kg d’eau par kg de matière sèche !

Source : INRA, 1988

1,2

1,1

UFL / kg MAT %

20

25

30

15

10

5

0

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,4

0,5

UFL TB

MAT TB

UFL RGA

MAT RGA

végétatif TBépi à 10 cm RGA

végétatif TBfeuillu RGAstades

début floraison TB1 semaine avant début

épiaison RGA

floraisonTBépiaison RGA

Début bourgeonnement15-20 mai

Ensilage

Enrubannage

Foin

Début floraison1er juin

Les stades de végétation sont de bons indicateurs pour choisir son type de fauche.

© G

NIS

© n

.corn

ec

Témoin = sols sans résidus végétaux

Luze

rne

Trèfl

esLo

tier

Min

ette

Sain

foin

Bla

nc

Vio

let

Inca

rnat

Hyb

rid

eM

ich

eli

Per

seA

lexa

nd

rie

PéR

ENN

ITé

3 à

4 an

s>

5 a

ns

2 à

3 an

s6

à 8

moi

s2

à 4

ans

6 à

8 m

ois

6 à

8 m

ois

6 à

8 m

ois

2 à

3 an

s1

à 4

ans

2 à

3 an

s

VITE

SSE

D’IN

STAL

LATI

ON

TOLé

RAN

CE

Sol h

umid

e

Sol s

écha

nt

Froi

d

Fort

es c

hale

urs

Sols

aci

des

CU

LTU

RE

Pure

Asso

ciée

ADAP

TATI

ON

Pâtu

rage

**

**

Fauc

he

PRO

DU

CTI

ON

Prin

tem

ps

Eté

Auto

mne

****

****

AGR

ESSI

VITé

PRO

DU

CTI

VITé

MéT

éOR

ISAN

TE

DO

SE D

E SE

MIS

(k

g/ha

)

En p

ur20

à 2

5Di

ploï

de :

15

à 2

Tétra

ploï

de :

20

à 2

518

à 2

025

à 3

025

à 3

020

à 2

5

En a

ssoc

iatio

n12

à 1

52

à 3

Dipl

oïde

: 8

à 1

0

Tétra

ploï

de :

10 à

12

10 à

15

2 à

45

à 7

10 à

15

1510

à 1

52

à 4

Grai

nes =

40

à 50

Dé

cort.

=

140

à 16

0

VALE

UR A

LIM

ENTA

IRE

(1

° cyc

le d

ébut

flor

aiso

n)

sour

ce :

INRA

+

Sem

ence

s et p

rogr

ès

n°69

UFL

(U

F/kg

MS)

0,73

1,03

0,81

0,74

0,89

0,82

0,83

PDIN

(g/

kg M

S)11

414

710

687

122

138

91

PDIE

(g/

kg M

S)83

102

8678

9798

84

MAT

(g/

kg M

S)17

822

916

613

919

522

114

3

TRES

BIE

NB

IEN

MO

YEN

MAU

VAIS

Non

con

nu*

Pâtu

rage

pos

sibl

e av

ant

flora

ison

.

**Po

ur le

s tr

èfles

ann

uels

, exp

loita

tion

poss

ible

si s

emis

ava

nt 3

0 ao

ût.

© R

éalis

atio

n Se

rvic

e C

omm

unic

atio

n-M

arke

ting

ARVA

LIS

- In

stitu

t du

végé

tal -

juill

et 2

010

- IS

BN

978

-2-8

179-

0037

-7 -

Ref

: 37

7 -

© GNIS

les légumineuses. comment ça marche

Documents