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Couverts végétaux et services écosystémiques : coopération entre des étudiants et groupe DEPHY

Découvrez les résultats issus des essais réalisés sur des couverts végétaux et leurs services écosystémiques.

Le projet CEGA : Coopération, Enseignement et Groupes en Agroécologie est un projet régional, initié par les Chambres d’agriculture de Normandie et la DRAAF de Normandie en 2017. Ce projet fédère 300 agriculteurs, 25 enseignants, 15 conseillers et 200 étudiants par an. Il vise la création d’espaces de réflexion et de partage, favorables à l’apprentissage permanent, tant pour les jeunes en formation que pour les agriculteurs. C’est donc dans ce cadre que les étudiants en BTS ACSE de la MFR de Granville ont participé au suivi d’une plateforme de démonstration d’implantation de différentes couverts végétaux mis en place par le groupe DEPHY du Sud Manche, piloté par Cerfrance Normandie Maine. L’objectif est alors de trouver un couvert qui maximise les services rendus tout en ne coûtant pas trop cher.

Objectif du projet pour les agriculteurs : maximiser le rapport coût/services rendus par les couverts

A la demande des agriculteurs du groupe DEPHY présent de le sud Manche, une plateforme d’expérimentation de couverts a été mise en place en 2022-2023. Classiquement, les agriculteurs implantent des couverts simplifiés de moutarde/trèfle ou Ray Gras italien valorisé en fourrage. L’objectif de la plateforme est de maximiser les services rendus par le couvert notamment la gestion des adventices estivales et automnales, la production de biomasse pour le stockage de carbone et la restitution des éléments minéraux pour le maïs au printemps tout en limitant l’investissement (semences et coput d’implantation).

Trois mélanges de couverts végétaux ont ainsi été sélectionnés et trois stratégies différentes d’implantation ont été testées. Les densités ont été ajustées afin de maximiser le nombre de pieds levés.

Les trois mélanges sont alors :

• 1 : Phacélie 3kg/ha, Trèfle d’Alexandrie 1,5 kg/ha, Trèfle Incarnat 6kg/ha
• 2 : Avoine diploïde 25kg/ha, Vesce commune 25kg/ha
• 3 : Féverole de printemps 50 kg/ha, Sorgho fourrager 10 kg/ha, Trèfle Squarrosum 8kg/ha

Intérêts des espèces choisies 

Le mélange 1 : Phacélie / Trèfle Incarnat / Trèfle Alexandrie

La phacélie est une plante riche en azote et en phosphore qu’elle prélève au sol grâce à ses racines profondes pour restituer ensuite ces éléments nutritifs au cours de sa décomposition. Mellifère, c’est une plante qui se détruit facilement. Le trèfle incarnat est une espèce hivernante avec un système racinaire pivotant. Il enrichit alors le sol en captant l’azote atmosphérique dans des nodules situés sur ses racines. En effet, il est facile à semer, tout comme le trèfle d’Alexandrie. Ce dernier est alors intéressant par sa résistance à la sécheresse et son développement rapide. Il s’agit d’une légumineuse riche en protéines ainsi que non-météorisante. Ce mélange est alors composé de petites graines potentiellement plus intéressantes à semer en conditions sèches.

Le mélange 2 : Avoine rude diploïde / Vesce commune

L’avoine diploïde dispose d’un système racinaire fasciculé. Relativement puissant, il permet alors une bonne structuration du sol. L’avoine est considérée comme une culture améliorante. En effet, elle n’est la plante-hôte d’aucune des maladies courantes des céréales comme le piétin-verse ou le piétin-échaudage. De plus, elle garantit la meilleure maîtrise des adventices. L’associer avec une vesce commune permet de fixer l’azote de l’air, d’autant qu’elle se décompose rapidement. La vesce améliore la fertilité du sol car elle produit une biomasse importante de par sa croissance vigoureuse. La vesce limite la prolifération des adventices en surface grâce à son fort pouvoir couvrant. En effet, elle est très efficace contre la battance des sols. Elle aère et fissure le sol de part son système racinaire développé ce qui permet alors d’améliorer la perméabilité du sol. Enfin, la vesce est mellifère ce qui est intéressant pour la biodiversité.

Le mélange 3 : Féverole de printemps / Sorgho fourrager / Trèfle Squarosum / Trèfle incarnat

Ce mélange contient donc quatre espèces dont trois légumineuses. L’objectif est alors de regarder la complémentarité petites graines et grosses graines. La féverole présente un intérêt pour conserver une bonne structure de sol. De plus, elle est également simple à détruire. Le sorgho moins répandu sur le secteur est une espèce résistante à la sécheresse, pouvant alors produire une biomasse conséquente.

Trois stratégies d’implantation

Trois types de stratégies ont donc été choisis par les agriculteurs :

1. Combiné : déchaumage + semis au combiné ;
2. Déchaumeur : déchaumage + déchaumage et semis au « Delimbe » ;
3. Semis direct : semis direct sur chaume avec semoir à disque.

Toutes les modalités ont été suivis d’un passage de rouleau type Cambridge afin de maximiser le contact sol/graine et de favoriser la levée des couverts avec les conditions sèches de cet été.

L’essai est alors composé en grandes bandes d’agriculteurs de 9 à 12 mètres de largeur sur 100 mètres de long afin d’avoir suffisamment de matière pour observer des tendances. Les modalités ne sont toutefois pas répétées car il s’agit d’un essai agriculteur. Le semis de toutes les modalités a été réalisé le 20 août 2022.

Objectifs du projet pour les étudiants

Le projet a alors permis de :

• Sensibiliser les étudiants aux systèmes de cultures durables et aux leviers agronomiques ;
• Appréhender la notion de couverts végétaux et leurs services écosystémiques ;
• Échanger avec les agriculteurs du groupe sur leur système, notamment sur l’agriculture de conservation des sols ;
• Savoir distinguer les adventices des espèces cultivées dans le couvert ;
• Réaliser des relevés terrain (taux de levée, reconnaissance adventices, biomasse) ;
• Compiler, traiter et valoriser des données acquises dans une synthèse pour le groupe.

La classe a été divisée en trois groupes. Chaque groupe a alors travaillé sur un des mélanges. Pour les comptages de levée des couverts et biomasse, les relevés ont été réalisés avec un quadrat de 60 cm par 60 cm, avec quatre répétitions dans les modalités ainsi que trois répétions pour les relevés de biomasse.

Des levées à la faveur de l’implantation avec combiné

L’objectif des comptages de levée (nombre d’individus par m²) était alors de déterminer en fonction des outils et des mélanges quelles sont les modalités qui permettent d’avoir une meilleure levée des espèces.

Pour le mélange 1 : Phacélie / Trèfle Incarnat / Trèfle Alexandrie

Pour la modalité combiné de semis, même si le nombre de pieds levés de phacélie est moindre que sur la partie déchaumeur, au global, la levée du couvert est meilleure avec presque 200 pied/m². On remarque un bon développement de la phacélie sur les modalités avec travail du sol mais en revanche moins de développement du trèfle d’Alexandrie sauf pour le semis direct. Le semis direct est la modalité qui est la moins intéressante avec le plus faible nombre de pieds au m² mais aussi le plus grand nombre d’adventices présentes avec les repousses de graminées lié au non travail du sol et l’absence de concurrence du couvert. Sur la partie avec un travail plus profond, on observe moins d’adventices. En revanche le passage du déchaumeur marque plus le sol avec les passages de pattes d’oie formant des vagues.

Pour le mélange 2 : Avoine rude diploïde / Vesce commune

Mélange 2 Nombre d’individus
Espèce	Avoine diploïde	Vesce	Total couvert	Repousses	Adventice
Combiné	178,8	53,4	232,2	22,8	23,4
Déchaumeur	136,2	16,8	153,0	5,0	41,4
Semis direct	171,6	43,8	215,4	25,6	21,0

Le combiné reste alors l’outil favorisant une meilleure levée des deux espèces. Avec le déchaumeur, on observe plus de terres nues, un semis plus irrégulier, traces de dents ainsi que beaucoup d’adventices (colza) et la vesce est moins abondante. En utilisant le semis direct, on observe les traces de disques ainsi que des repousses et adventices. En revanche le taux global de levée est plutôt bon comparé au mélange précédent. Niveau salissement, il y a plus d’adventices sur la modalité déchaumeur. Il est donc possible de supposer que ce niveau de salissement est lié au plus faible développement du couvert.

Pour le mélange 3 : Féverole de printemps / Sorgho fourrager / Trèfle Squarosum / Trèfle incarnat

Mélange 3 individus au m²
Espèce	Féverole	Sorgho	Trèfles	Total pieds	Repousses	Adventices
Combiné	13,2	61,2	151,8	226,2	10,8	16,8
Déchaumeur	7,2	45,0	58,2	110,4	70,8	15,0
Semis direct	19,8	40,8	44,4	105,0	24,0	15,0

Le semis direct se distingue pour la féverole car celui a été réglé plus profondément, ce qui explique que les petites graines ont plus de mal à germer contrairement au combiné qui favorise les trèfles avec un nombre de pieds au m² important. Le combiné est le bon compromis au niveau de la profondeur de semis, favorisant à la fois les petites ainsi que les grosses graines. En revanche le déchaumeur apparaît comme moins performant pour ce type de mélange avec un semis plus grossier laissant la place à un nombre de repousses importante au m². On retrouve également une faible levée de trèfle pour le semis direct mais moins de développement de repousses lié à l’absence de travail du sol comparé au déchaumeur.

Des résultats contrastés en fonction des mélanges

Les biomasses ont été mesurées lors du second relevé. Les résultats ont été ensuite rentrés dans le calculateur MERCI afin d’estimer la matière sèche par hectare ainsi que les éléments qui seront restitués au sol.

Mélange 1 : Phacélie / Trèfle Incarnat / Trèfle Alexandrie

Biomasse du mélange 1

Mélange 1 biomasse fraîche en g/m²
Espèce	Phacélie	Trèfles	Total couvert	Adventices
Combiné	2 400	434	2 834	2 96
Déchaumeur	4 941	249	5 190	212
Semis direct	2 258	442	2 700	130

Les deux types de trèfle (Alexandrie et incarnat) ont été regroupés dans la même catégorie « Trèfles » même si on a abservé une prédominance de trèfle incarnat.

Pour ce mélange, le déchaumeur est la modalité la plus adaptée à notre recherche : maîtrise des adventices et maximum de biomasse. En effet, le déchaumeur démontre une belle performance pour la gestion des adventices avec 212 g/m². Il y a alors 37 g/m² de moins que le combiné et 94 g/m² de moins que le semi-direct. De plus, le déchaumeur assure une biomasse importante grâce à un très bon développement de la phacélie. Il y a alors quasiment le double par rapport aux autres modalités (4,941 kg/m² pour le déchaumeur contre 2,258 Kg/m² pour le semi-direct et 2,400 Kg/m² pour le combiné). Au total, 5,19 kg/m² de biomasse ont été récoltés pour le déchaumeur.

Le combiné se place donc en outil intermédiaire pour la biomasse d’adventices. Nous avons relevé 0,296 Kg/m² d’adventices. Cette biomasse relevée pour les adventices est alors comprise entre le déchaumeur (0,212 Kg/m²) et le semis direct (0,306 Kg/m²). La gestion des adventices et repousses n’est donc pas la meilleure mais reste satisfaisante.

Enfin, le semis direct est l’outil qui semble le moins adapté. En effet, la masse d’adventices est la plus importante des trois modalités (0,306 Kg/m²). De plus, la biomasse relevée de phacélie reste totuefois assez faible 2,258 Kg/m², au vu des résultats obtenus par le déchaumeur 4,941 kg/m².

Bénéfices des couverts pour le mélange 1

Modalité	Coût de semences (€/ha)	Coût de mécanisation (€/ha)	Restitution théorique des éléments (€/ha)	Bénéfice du couvert (€/ha)
Combiné	59	66	203,45	78,45
Semis direct	59	35	197,5	103,5
Déchaumeur	59	44	375,9	272,9

A partir des biomasses et de la méthode MERCI, nous pouvons calculer les bénéfices des couverts en terme de fertilisation en prenant les valeurs des éléments comparé à des engrais de synthèse. Pour le mélange 1, on observe que la modalité déchaumage par son coût de mécanisation abordable et la forte biomasse du couvert permet un bénéfice théorique de 273 €/ha notamment lié à une restitution importante de potasse avec 250 kg/ha.

Mélange 2 : Avoine rude diploïde / Vesce commune

Biomasse du mélange 2

Biomasse fraîche en g/m²
Espèce	Avoine	Vesce	Total couvert	Adventices
Combiné	2 550	24	2 574	223
Déchaumeur	2 650	55	2 705	145
Semis direct	2 441	58	2 499	77

Pour le déchaumeur, il y a une présence plus importante d’avoine en revanche il y a également une présence importante d’adventices. Pour le combiné, la biomasse est toutefois plus faible par rapport au taux de levée. De plus, les adventices ont pris une part importante de la biomasse au m² par rapport aux autres modalités. Le semis direct apparaît alors comme un bon compromis entre les deux autres modalités. Même s’il y a une diminution de l’avoine ainsi qu’une légère augmentation de la vesce. Les adventices sont très peu présentes au m². De plus, ils sont même divisées par deux voire trois par rapport aux deux autres outils.

Bénéfices des couverts pour le mélange 2

Modalité	Coût de semences (€/ha)	Coût de mécanisation (€/ha)	Restitution éléments (€/ha)	Bénéfice du couvert (€/ha)
Combiné	80	66	256,4	110,4
Semis direct	80	35	243,65	128,65
Déchaumeur	80	44	265,65	141,65

La modalité déchaumeur est celle qui permet le plus de bénéfices à l’agriculteur grâce à une bonne production de biomasse ainsi que de faibles charges de mécanisation. Néanmoins la modalité semis direct se distingue également avec un bénéfice au-dessus de celui du combiné ainsi qu’une meilleure gestion des adventices que le déchaumeur. De plus, l’aspect temps de travail n’a pas été prise en compte. Mais un passage en semis direct permet de gagner quasiment deux fois plus de temps par rapport à la modalité déchaumeur, qui comprend deux passages d’outils.

Mélange 3 : Féverole de printemps / Sorgho fourrager / Trèfle Squarosum / Trèfle incarnat

Biomasse du mélange 3

Mélange 3 biomasse fraîche en g/m²
Espèce	Féverole	Trèfles	Sorgho
Combiné	1 025	775	210
Déchaumeur	1 517	128	97
Semis direct	1 177	163	110

Une nouvelle fois la biomasse est importante pour la modalité déchaumeur notamment pour la féverole. Néanmoins la modalité au combiné a une biomasse totale supérieure avec plus de trèfles lié également à une profondeur de semis plus adaptée. Le sorgho, bien que résistant au sec, ne s’est pas adapté dans le mélange et il présente une faible biomasse dans toutes les modalités. Enfin, au niveau adventices, la meilleure modalité reste le semis direct comme pour le mélange 1, par rapport aux deux autres modalités.

Bénéfices des couverts pour le mélange 3

Modalité	Coût de semences (€/ha)	Coût de mécanisation (€/ha)	Restitution éléments (€/ha)	Bénéfice du couvert (€/ha)
Combiné	99,2	66	132,5	– 32,7
Semis direct	99,2	35	150,1	15,85
Déchaumeur	99,2	44	192,5	49,32

Pour ce dernier mélange plus coûteux en charge de semence, une nouvelle fois le semis au déchaumeur permet de diminuer les coûts ainsi que d’obtenir une bonne biomasse. A noter que la modalité au combiné ne permet alors pas un gain théorique pour l’agriculteur du fait de son coût d’implantation et d’une production de biomasse qui n’est pas suffisante pour en tirer un bénéfice. Il s’agit toutefois de la seule modalité de l’essai dans cette situation.

En synthèse pour les résulats des couverts végétaux leurs services écosystémiques

Tableau de synthèse des résultats sur les couverts végétaux leurs services écosystémiques

Mélange	1 : Phacélie, trèfle Incarnat, trèfle Alexandrie	Meilleure modalité	2 : Avoine, Vesce	Meilleure modalité	3 : Féverole, Sorgho, trèfle Squarrosum	Meilleure modalité
Taux de levée (individus au m²)	202.2	Combiné	232.2	Combiné	226	Combiné
Production Biomasse (kg/m²)	5.19	Déchaumeur	2.7	Déchaumeur	2	Déchaumeur
Gestion adventices (kg/m²)	0.21	Déchaumeur	0.07	Semis direct	0.48	Semis direct
Baénéfices (€/ha)	272.9	Déchaumeur	141.65	Déchaumeur	49.32	Déchaumeur

Les élèments importants de cette étude sur les couverts végétaux leurs services écosystémiques

Finalement le meilleur couvert et la meilleure stratégie d’implantation dépendent des objectifs de l’agriculteur. On note cependant que les espèces nitrophiles comme la phacélie ou l’avoine se sont très bien comportées sur l’essai notamment du fait de reliquats azotés importants cette année liés au sec au détriment des légumineuses produisant une plus faible biomasse.

Toutefois, le taux de levée des couverts ne signifie pas une production de biomasse supérieure. En effet, les modalités semées au combiné présentent un meilleur taux de levée mais en terme de biomasse lors du deuxième relevé les résultats sont plus faibles.

Pour la production de biomasse, la modalité déchaumage se distingue nettement surtout pour le premier mélange avec un 5,19 kg/m² et une valeur théorique de 5,9 T/MS selon le calculateur MERCI. De fait, c’est la modalité la plus intéressante économiquement pour chaque mélange car c’est celle qui a capté le plus d’éléments minéraux, permettant une réduction d’intrants pour le maïs.

Le semis direct apparaît intéressant en termes de coût, mais également en termes de temps d’implantation qui est nettement inférieur que les deux autres modalités nécessitant plus de passages. Cette donnée et aussi à prendre en compte dans les avantages d’implantation.

Conclusion de l’essai sur les couverts végétaux leurs services écosystémiques

D’un point de vue gestion des adventices, on distingue plusieurs éléments. Le combiné avec le passage de la herse rotative favorise la levée des espèces semées mais également celles des adventices ce qui peut être préjudiciable dans une stratégie de gestion des adventices estivales/automnales. Le semis direct semble quant à lui limiter la remise en germination des repousses et adventices pour le mélange 2 et 3. Les résultats sur l’outil sont à relativiser, car le réglage du semis en profondeur n’a pas permis le développement des plus petites graines. Pour le déchaumeur, le travail plus profond peut améliorer la gestion des adventices mais surtout la production de biomasse qui permet de gérer leur développement avec une rapidité et une facilité d’utilisation.

En conclusion ces essais de démonstrations démontrent qu’il n’y a pas de combinaison parfaite entre le choix des couverts, il n’y a pas de mauvais outil et c’est surtout les objectifs de l’agriculteur qui sont à prendre en compte. Enfin, dans la grande majorité des cas, le semis d’un couvert est toujours rentable que ça soit sur les économies d’intrants ou sur les services écosystémiques qu’il apporte.