Prix des engrais - Quelles économies d’azote attendre des couverts de légumineuses ?

Les prix des engrais azotés ont toutes les chances de rester élevés pour la prochaine campagne. 

Au-delà de s’assurer que chaque apport d’engrais soit réalisé en conditions favorables afin d’en tirer le plus d’efficacité possible, il est judicieux de chercher à diversifier les sources d’azote, notamment en insérant davantage de légumineuses dans les rotations.

Pour un effet fertilisant des couverts, les légumineuses sont incontournables

Les intercultures longues entre céréales à paille et cultures de printemps, où l’implantation d’une culture intermédiaire est rendue obligatoire en zones vulnérables par la directive nitrate, constituent une bonne opportunité pour insérer des légumineuses dans les systèmes de culture.

Selon les régions, celles-ci peuvent être semées en tant que couvert d’interculture seules ou obligatoirement associées à au moins une espèce non légumineuse (se référer à la DRAAF de votre région pour connaître la réglementation en vigueur).

La culture suivante pourra bénéficier de fournitures d’azote conséquentes, de l’ordre de 30 à 40 kg N/ha (tableau 1), avec autant d’économies possibles à la clé sur la dose d’azote à apporter, sous réserve toutefois d’obtenir un développement satisfaisant du couvert (> 1,5 t MS/ha). Les fournitures peuvent même atteindre une centaine de kg d’azote par hectare pour des couverts ayant produit une biomasse très élevée (4 t MS/ha pour des légumineuses pures à 5 t MS/ha pour des mélanges avec légumineuses). Cela est notamment vrai pour une culture de printemps à cycle long comme le maïs qui valorisera mieux l’effet azote d’un couvert qu’une culture à cycle plus court comme l’orge de printemps.

En revanche, les fournitures d’azote à espérer des couverts sans légumineuse en moyenne sont nulles (tableau 1).

Tableau 1 : Comparaison de la production de biomasse, de l’azote absorbé et de l’effet fertilisant* de différents types de couverts d’interculture - Synthèse de 12 essais ARVALIS-CREAS, en 1991 puis 2006 à 2011

Pour chaque type de couvert, le nombre d’essais sur lequel reposent les moyennes est indiqué entre parenthèses. Les valeurs extrêmes et l’écart-type sont des indicateurs de la variabilité des mesures ; un écart-type plus faible est synonyme de plus de régularité.

* L’effet fertilisant des couverts végétaux correspond au supplément d’azote absorbé par la culture implantée après un couvert par rapport à une situation comparable après un sol nu. Cet effet fertilisant peut parfois être négatif si l’enfouissement des résidus du couvert induit de « l’organisation nette », ou lorsque les restitutions ne compensent pas la diminution du stock d’azote minéral du sol liée à l’absorption du couvert ; c’est le cas des années à hiver sec, où les pertes d’azote par lixiviation sous un sol nu sont faibles. Cet effet fertilisant des couverts peut être estimé à l’aide de la méthode MERCI.

Une grande diversité de modes d’insertion

L’implantation de cultures intermédiaires à base de légumineuses ne doit pas se limiter aux situations où la réglementation impose une couverture hivernale du sol. En interculture longue hors zones vulnérables ou même en interculture courte (entre deux céréales à paille par exemple), elle peut également s’avérer payant, sous réserve de minimiser les surcoûts (nombre de passages, semences).

Outre l'implantation d'une culture intermédiaire « classique » en interculture, d’autres modes d’insertion de légumineuses peuvent être envisagés pour bénéficier de leur capacité de fixation de l’azote de l’air. On peut distinguer les cas où les légumineuses jouent essentiellement le rôle de « plantes de service », au travers de couverts relais, couverts permanents ou semi-permanents et couverts associés. Dans d’autres cas, les légumineuses sont elles-mêmes récoltées et valorisées soit en tant que cultures principales, soit en tant que cultures associées (associations céréales à paille - protéagineux à graine par exemple).

Légumineuses compagnes : des économies d’azote possible sur colza uniquement

Pratiqué déjà depuis plus d’une dizaine d’années, le colza associé à des légumineuses compagnes régulées chimiquement lors du désherbage au printemps ou détruites par le gel en hiver montre des résultats intéressants. Terres Inovia estime que des économies d’azote de 20 à 30 kg/ha sont possibles sur le colza qui bénéficie de la minéralisation des résidus des légumineuses.

ARVALIS a testé, dans 8 essais en agriculture biologique conduits de 2021 à 2024, des couverts associés de légumineuse (féverole, pois d’hiver ou lentille) implantés en inter-rang d’une céréale à paille (blé tendre, blé dur ou orge d’hiver) semée à écartement large. Pour s’affranchir des contraintes du triage des graines et afin de bénéficier de l’azote fixé par la légumineuse, cette dernière est détruite par un binage, selon les essais, entre les stades épi 1 cm et début floraison (le plus souvent vers le stade 2 nœuds). Ces céréales associées à une légumineuse compagne conduites sans fertilisation ont été comparées à la même céréale non fertilisée ou fertilisée avec 60 à 90 kg N/ha. Dans le premier cas, la légumineuse compagne permet en moyenne d’augmenter la teneur en protéines de la céréale de 0,6 % (de 0 à 1,5 % selon les essais) mais avec un impact variable sur le rendement (-0,6 q/ha en moyenne, de -7,9 à +9,0 q/ha selon les essais). En revanche, une perte de rendement est systématiquement observée lorsque la  céréale associée à une légumineuse compagne est comparée à la céréale seule et fertilisée (-9,7 q/ha en moyenne, variant de -18,1 à -1,2 q/ha selon les essais). Dans ce cas, le gain moyen de teneur en protéines est de 0,5 % (-0,9 et +2,2 % selon les essais). 

La forte variabilité de ces résultats peut s’expliquer par la difficulté de mise en œuvre de cette technique : la légumineuse doit pouvoir se développer suffisamment dans la céréale pour qu’un effet puisse être observé et être ensuite détruite correctement pour éviter de la concurrencer et pour faire en sorte que la minéralisation de l’azote de ses résidus bénéficie à la céréale. Compte tenu de ces difficultés, cultiver des céréales à paille avec des légumineuses compagnes en AB est une pratique risquée, même en réduisant les doses d’azote de seulement 20 à 30 kg N/ha. A noter que dans ces essais, les céréales associées à des légumineuses compagnes n’étaient pas fertilisées, ce qui correspond à une réduction de dose d’azote de 60 à 90 kg N/ha par rapport aux céréales seules et fertilisées.

En agriculture conventionnelle, cette technique semble encore moins intéressante. En effet, les céréales qui bénéficient d’apports d’azote plus élevés qu’en AB, seraient très probablement trop étouffantes pour permettre aux légumineuses de suffisamment se développer.

Enfin, dans le cas des couverts permanents ou semi-permanents qui sont régulés dans la céréale, voire détruits en sortie d’hiver, l’impact sur la nutrition azotée est plus difficile à prévoir à l’avance. Dans certains cas, le couvert conduit à déplafonner le rendement sans modifier l’optimum de fertilisation azotée. Il est recommandé d’utiliser des outils de pilotage de la fertilisation pour s’adapter aux besoins de la culture.

Couverts de légumineuses : un intérêt économique sous certaines conditions

En interculture longue

Pour évaluer l’intérêt économique d’un couvert de légumineuses, nous avons comparé quatre types de couverts, selon deux types de conduite et trois hypothèses de prix de l’azote (tableau 2).

Une culture intermédiaire « classique » (moutarde d’environ 2 t MS/ha, détruite à l’automne, est comparée à une association avoine + vesce (dont le coût des semences est estimé à 54 €/ha), soit deux autres associations au coût plus bas et équivalent (phacélie + trèfle incarnat ou moutarde + féverole avec des semences de ferme pour cette dernière). 

L’économie d’azote sur la culture suivante est estimée à 0 pour la moutarde et entre 25 et 50 kg N/ha pour les associations selon leur développement. 

Par ailleurs, deux hypothèses de conduite des couverts sont comparées :

• Conduite 1 : semis à la volée sur déchaumeur pour la moutarde et avec un semoir à dents pour les associations. La moutarde (peu développée) et les associations les moins développées n’ont pas besoin d’être broyées contrairement aux associations développées. Les associations peu développées engendrent un surcoût en mécanisation de 10 €/ha par rapport à la moutarde. Les plus développées entraînent un surcoût de 54 €/ha.
• Conduite 2 : le semis se fait de la même manière pour tous les couverts (à la volée et recouvert par un déchaumage très léger ou avec un semoir). La destruction est également la même pour la moutarde et toutes les associations.

Enfin, trois hypothèses de prix de l’azote sont testées : 1,30, 1,50 et 1,70 €/kg. 

Avec la conduite 1 engendrant des surcoûts de semences et de mécanisation pour les associations, la marge (prenant en compte les économies sur l’azote pour la culture suivante) a tendance à baisser pour l’association la plus onéreuse en semences ; elle a tendance à légèrement augmenter pour celle qui génère le moins de coût de semences (phacélie + trèfle incarnat ou moutarde + féverole) et avec un prix des engrais de 1,50 ou 1,70 €/kg. 

Si la conduite du couvert est la même quel que soit le couvert (conduite 2), les associations avec légumineuses permettent une amélioration globale de la marge, en intégrant semences, mécanisation et azote. Seul le cas du mélange avoine + vesce peu développé modifie peu la marge. Dans les autres cas, semer une association avec légumineuse est intéressant, d’autant plus que le prix de l’azote est élevé. Le gain de marge peut aller jusqu’à 60 €/ha.

A noter que ces calculs de prennent en compte que l’azote comme bénéfice potentiel des couverts. Les autres intérêts agronomiques comme l’apport de matière organique au sol, l’effet sur la structure du sol… ne sont pas quantifiés ici.

Tableau 2 : Ecart de marge entre un couvert de moutarde et des associations incluant des légumineuses avant des cultures de printemps, selon 2 conduites du couvert et 3 prix de l’azote

Marge prenant en compte les semences du couvert, la conduite du couvert (mécanisation) et les économies d’azote sur la culture suivante. Une valeur positive correspond à une amélioration du revenu pour l’agriculteur.

Comme on pouvait s’y attendre, les associations avec légumineuses sont d’autant plus intéressantes qu’elles sont produites avec un coût modéré (semences et mécanisation) et que le prix de l’azote est élevé. Rappelons que pour des destructions relativement précoces d’entrée d’hiver, ces couverts doivent impérativement être semés avant le 15 août.

Un intérêt également en interculture courte

Pour des intercultures courtes (entre deux céréales à paille par exemple), la pratique des couverts n’est pas obligatoire et reste peu répandue. Obtenir un couvert réussi est plus délicat qu’en interculture longue avec une récolte assez précoce, un semis qui suit la récolte et un été assez favorable (pluvieux). Sous réserve d’être dans ce type de conditions, une évaluation économique a été réalisée (tableau 3).

Un sol nu est comparé à une association moutarde d’Abyssinie + vesce ou à une féverole en pure (légumineuse pure autorisée avant les cultures d’hiver car pas de couvert obligatoire). Avec la conduite 1, les petits couverts occasionnent un surcoût en mécanisation de 15 €/ha par rapport au sol nu. C’est le semis avec un semoir à dents qui occasionne cela, en comparaison avec un déchaumage avec des disques. La destruction du couvert et préparation du semis de céréale coûte aussi cher que la gestion du sol nu. Pour les gros couverts, le surcoût est plus élevé (+34 €/ha) avec un broyage qui remplace un passage de déchaumeur. 

Pour la conduite 2, les couverts sont semés à la volée puis recouverts avec un passage de déchaumeur à disques alors que le sol nu voit le même outil à disques passer. Les opérations de destruction et préparation de sol sont les mêmes que sur sol nu. Au final, le surcoût en mécanisation n’est que de 5 €/ha avec les couverts.

Avec la conduite 1, le mélange le plus onéreux en semences n’est pas rentable par rapport au sol nu, quel que soit le prix de l’azote testé. La féverole en pur de vient intéressante si elle est bien développée (3 t MS/ha). 

Avec la conduite 2, générant peu de surcoût en mécanisation, le couvert le plus onéreux est rentable s’il est bien développé et la féverole l’est dans tous les cas.

Tableau 3 : Ecart de marge entre un sol nu et des couverts incluant une légumineuse avant des céréales d’hiver, selon 2 conduites du couvert et 3 prix de l’azote

Marge prenant en compte les semences du couvert, la conduite du couvert (mécanisation) et les économies d’azote sur la culture suivante. Une valeur positive correspond à une amélioration du revenu pour l’agriculteur.

La pratique de couverts semi-permanents type trèfle blanc semé en même temps que du colza et gardés vivants jusqu’en sortie d’hiver dans le blé suivant peut aussi être très rentable puisqu’elle n’occasionne pas nécessairement de surcoût élevé hormis les semences de trèfle. Reste à vérifier la compatibilité avec le programme de désherbage du colza envisagé.