Produire de la biomasse dans les systèmes de culture fourragers

La disponibilité de la biomasse agricole est un facteur clé au développement de la bioéconomie en Hauts-de-France. Développer la bioéconomie nécessite donc d'apporter des solutions aux agriculteurs pour produire et exporter durablement la biomasse nécessaire aux filières, tout en préservant les performances des systèmes agronomiques et en répondant aux attentes des acteurs du territoire. Cela pose de nombreuses questions :

  • Quels sont les leviers techniques pour la production de biomasse agricole ?
  • Comment les intégrer dans les différents systèmes de culture actuels ?
  • Quel niveau de production maximale de biomasse peut-on atteindre dans ces différents systèmes ?
  • Quels sont les effets de la production et de l'exportation de biomasse sur les performances agronomiques, environnementales et économiques ?

Grâce au suivi pendant 5 ans d'essais système de culture, vous trouverez ici des éléments de réponses pour les systèmes de culture fourragers.

Les systèmes de culture testés
Durabilité des systèmes
Fertilité du sol
Biodiversité
Téléchargements
Cadre des essais

Cette partie du livrable présente le cadre dans lequel cet essai Système de culture a été réalisée. 

La finalité de cet essai était d’apporter des solutions aux agriculteurs pour produire différents types de biomasse dans les systèmes betteraviers, tout en limitant les impacts environnementaux, en étant rentable et en répondant aux enjeux spécifiques de ces systèmes de culture, à savoir :

  • le maintien ou l’amélioration de la fertilité des sols (matière organique, structure, activité biologique…)
  • l’amélioration de la gestion de l’azote
  • la maximisation de la production de matière sèche à exporter (alimentation humaine et animale, biomasse)
  • l’amélioration ou la préservation des bilans de gaz à effet de serre (réduction des consommations d’énergie, stockage de carbone…).
  • la réduction du temps de travail (avec la réduction du travail du sol)

Le contexte pédoclimatique et biotique de l'essai est également décrit.

Dispositif expérimental de l'essai fourrager

Le dispositif expérimental de l'essai est présenté dans cette partie, ainsi que les modalités de son suivi.

Objectifs des systèmes de culture de l'essai fourrager

Dans cette partie, les différents systèmes de culture testés sont présentés ainsi que les objectifs assignés à chacun (maintien de la fertilité des sols, amélioration de la gestion de l'azote, ...)

Ces objectifs sont traduits en indicateurs de performances, chiffrés si possible et l’atteinte des objectifs a été évaluée à l’issue de plusieurs campagnes d’expérimentation. Cette évaluation fait l'objet d'un livrable à part (cf. onglet "Durabilité des systèmes").

La stratégie de gestion du système de culture est également présentée.

Partie 1 : Présentation de l'essai

I. La plateforme de Beauvais

  • Localisation et conduite de l’essai
  • La parcelle d’essai : pédologie et historique

II. Les systèmes de culture « fourragers » suivis

  • Système fourrager : système témoin et enjeux associés
  • Déclinaison des systèmes de culture : objectifs et leviers techniques de production de biomasse employés
    • Le système « Alimentaire prioritaire »
    • Le système « Bioéconomie prioritaire »
  • Des scénarios étudiés selon deux modalités : travail et non-travail du sol
    • Présentation des modalités
    • Six systèmes de culture testés
Partie 2 : Niveau d’exportation de biomasse atteint avec ces systèmes de cultures

I. Exportation de biomasse permise par les différents scénarios

  • Cumuls de biomasse obtenus
  • Contribution des différentes cultures à la quantité de biomasse exportée dans chaque système
  • Rendement attendus et réalisés pour les cultures principales des systèmes

II. Présentation des leviers techniques employés pour produire de la biomasse : quelle faisabilité technique ?

  • Les Cultures Intermédiaires à Vocation Énergétique (CIVE)
    • Définition
    • Évaluation agronomique
    • Faisabilité technique des CIVE d'hiver à une récolte
    • Faisabilité technique des CIVE d'hiver à deux récoltes
    • Faisabilité technique des CIVE d'été
  • Faisabilité technique d'une succession de cultures à cycles courts
Partie 3 : Conséquences agronomiques et environnementales des modifications du système et de l’exportation supérieure de biomasse

I. Méthodologie

II. Performances environnementales des systèmes

  • IFT Herbicide
  • P et K
  • Réserve hydrique
  • Concentration en nitrate de l’eau sous racinaire
  • Carbone
  • GES
Partie 4 : Conséquences du non-travail du sol sur sa fertilité

I. Fertilité biologique et organique

  • Définition
  • Influence des pratiques agricoles sur l'activité biologique des vers de terre
  • Influence des pratiques agricoles sur l'activité enzymatique du sol

II. Fertilité physique

  • Mesures au champ
  • Analyse
Partie 5 : Conséquences économiques des modifications du système et de l’exportation supérieure de biomasse

I. Méthodologie

  • Définition de la marge directe
  • Calcul de la marge directe et hypothèses
  • Zoom sur le calcul des charges d'engrais et d'amendements

II. Performances économiques des systèmes

  • Marges directes obtenues pour les différents systèmes
    • Marges directes à l’échelle du système
    • Comprendre la marge directe du système "Alimentaire prioritaire"
    • Comprendre la marge directe du système "Biomasse prioritaire"
    • Part du couvert suivi d'un maïs fourrage dans la marge directe du système
  • Réponse de la marge brute aux variations des prix de vente
Enseignements globaux à retenir du cas d’étude
Contexte et scénarios

L’activité biologique du sol est réalisée par l’ensemble des communautés vivantes, regroupant micro-organismes, macrofaune et mésofaune. Ces communautés participent activement à la dégradation de la Matière Organique (MO) permettant de rendre disponible les nutriments pour les plantes. Selon les facteurs pédoclimatiques (climat, type de sol) et anthropiques (amendements, travail du sol, rotation de cultures) l’intensité de l’activité biologique du sol varie, influençant la dégradation de la MO et la fertilité des sols.

On cherche ici à savoir si l’intensification de l’exportation de biomasse dans les systèmes de culture impacte l’activité biologique du sol.

Activité biologique des vers de terre

Les vers de terre sont des bio-indicateurs de la fertilité du sol. Ils favorisent l’accès à l’eau et aux nutriments pour les cultures, et contribuent à la stabilité de la structure du sol par la création de galeries souterraines. Ils sont parties prenantes dans la dégradation de la matière organique à différents stades, selon leur fonction écologique (épigés, endogés ou anéciques).

Dans les essais suivis, quelque soit le scénario adopté par l’agriculteur, le travail du sol impacte négativement l’abondance de vers de terre. En effet, le labour provoque une perturbation physique du sol, engendrant directement la mortalité, les blessures ou encore un emprisonnement des vers de terre dans les mottes de terre.

Cependant, le scénario Biomasse prioritaire présente une augmentation significative de l’abondance des vers sur trois ans, avec ou sans travail du sol. Cette tendance, à confirmer sur le long terme, montre que les facteurs caractérisant Biomasse prioritaire favorisent l’activité des vers de terre. 

Activité enzymatique du sol

L’activité enzymatique du sol traduit la dégradation de la matière organique (MO) par les micro-organismes. Pour mesurer cette activité dans le sol, la méthode des Biolog Ecoplates®, identifiant par colorimétrie l’activité des communautés microbiennes selon 31 substrats carbonés, a été utilisé.

D’après nos résultats, l’activité enzymatique est significativement plus importante sur des parcelles sans travail du sol, dû aux perturbations physiques engendrées par le labour. Cette différence est particulièrement notable pour le scénario Biomasse prioritaire, dû à l’ensemble des facteurs appliqués à ce système. Les résultats sont issus d’un dispositif jeune, mis en place sur 4 ans. Il serait judicieux de prolonger ce dispositif d’études sur le long terme pour évaluer les services écosystémiques rendus par les agroécosystèmes, et ainsi comprendre les facteurs influençant une augmentation de l’activité enzymatique du sol sur le scénario BiomP.