Quels sont les services rendus par les agrosystèmes incluant les légumineuses ?

L’approche systémique pour comprendre l’intérêt de la légumineuse

C’est bien à l’échelle pluriannuelle du système de culture ou à l’échelle de l’assolement (qui reflète en grande partie la succession culturale) que la présence de légumineuses révèle toute sa valeur ajoutée, à la condition que tout soit mis en œuvre pour des conditions favorables à l’expression des bénéfices potentiels. D’où l’importance de mieux préciser, selon les bénéfices recherchés, les conditions optimales de l’expression des services que peuvent rendre les cultures de légumineuses au système de production agricole d’une part mais également au maintien de la qualité des milieux et par ricochet de la société.

Tout part de deux éléments clés :

1. la diversification botanique et fonctionnelle qu’apportent les légumineuses dans les successions culturales dominées par les graminées et les crucifères
2. la capacité à faire entrer de l’azote renouvelable dans l’agrosystème grâce à la fixation symbiotique, la fonction écologique unique de ces plantes.

De plus, les effets liés à la culture de légumineuses se répercutent également d’une part à l’échelle du système de production animale et d’autre part du produit agroalimentaire, car la production primaire des matières premières agricoles sont prépondérantes dans les impacts des élevages et significatives dans les impacts de l’agroalimentaire.

L’agriculture des autres continents que l’Europe intègre les cultures de légumineuses sur 10 à 25% de leur SAU, avec par exemple : le soja en Amérique du Sud, le haricot en Amérique du Sud, l’arachide ou le niébé en Afrique, le pois chiche et la lentille et une multitude d’autres espèces en Inde, etc. En revanche, vu la part à moins de 3% des légumineuses dans les assolements de grandes cultures en France et en Europe, implanter davantage de légumineuses est une option centrale pour bénéficier de réductions d’intrants et d’effets systèmes pour les productions végétales, de fourniture de protéines végétales pour les animaux et les hommes, de fourniture d’aménités pour l’environnement et la société.​​​​

Multi-services pour l’agriculteur et pour le citoyen

Le soja, le pois, la féverole, le lupin, la lentille et le pois chiche sont des légumineuses récoltées majoritairement pour leurs graines, la luzerne, le trèfle et la vesce sont valorisées pour leur biomasse. Toutes peuvent être utilisées comme couverts végétaux non récoltés.

L’association symbiotique de ces plantes légumineuses avec des bactéries abritées dans des nodosités présentes sur leurs racines. Cette fonction écologique unique liée à l’azote est à l’origine d’une série d’atouts environnementaux des légumineuses, essentiels à mettre en avant dans la protection de l’environnement et l’atténuation du changement climatique.

Grâce à la fixation symbiotique de l’azote, et quels que soient les espèces et les modes d’insertion considérés, les légumineuses ont globalement un effet positif sur le bilan environnemental. En effet, leurs besoins réduits en fertilisation azotée agissent, d’une part, sur l’économie d’énergie réalisée suite à la réduction de la fabrication d’engrais azoté et de carburant pour le transport de celui-ci et, d’autre part, sur la réduction certaine des émissions de protoxyde d’azote au champ au cours de la campagne suite à la réduction de l’utilisation d’engrais azoté (sur la légumineuse et sur le reste du système). La réduction des émissions de GES est drastique lors de la culture de légumineuse annuelle récoltée (d’autant plus si elle laisse peu de résidus laissés au sol) et de façon complémentaire lors de l’adaptation des pratiques sur le reste de la rotation (dont une moindre dose d’azote apportée). Les couverts incluant des légumineuses (les mélanges sont préconisés sur le plan agronomique) participent au retour de biomasse au sol favorable au stockage de carbone (fonction de « puits » de GES).

La qualité de l’air, des sols et de l’eau s’en trouve également améliorés : la réduction de l’utilisation d’engrais azoté entraîne une diminution de l’ammoniac volatilisé au moment de l’épandage des engrais, ce qui réduit la création de particules fines dans l’air et l’acidification des milieux naturels (dont sols et eaux). 

Les légumineuses contribuent également à la biodiversité des zones cultivées, en apportant de la diversité dans les agrosystèmes dominés par les graminées et les crucifères et favorisant ainsi une faune et une flore sauvage plus diversifiées. Elles sont sources d’alimentation pour de nombreux insectes, dont des auxiliaires des cultures et des pollinisateurs, à la fois par le pollen et par le nectar (floral et aussi extra-floral dans le cas de la féverole) et les pluriannuelles favorisent les refuges pour la petite faune. 

Abeille dans une fleur de féverole - Adobe Stock©

Les légumineuses contribuent à la régulation des bio-agresseurs des cultures (adventices, insectes et maladies) par la diversification des cultures, ce qui augmente par ailleurs la qualité sanitaire des collectes de céréales (moins de mycotoxines). Leurs caractéristiques participent aussi au maintien ou à l’amélioration des composantes de la fertilité du sol (en restructurant le sol, en recyclant et en fournissant des éléments nutritifs et en favorisant/entretenant la vie du sol comme les microorganismes par la biomasse microbienne et l’instauration de plusieurs niveaux trophiques).

En fonction de leurs modes d’insertion dans les systèmes de culture, les légumineuses fournissent des services de types et niveaux différents. Lorsqu’elles sont récoltées en culture pure dans une base céréales-oléagineux (féverole puis blé, soja puis maïs, pois puis colza), elles contribuent à limiter la pression parasitaire (pathogènes et adventices) sur les cultures suivantes et ainsi à réduire l’usage des phytosanitaires. Cultivées en association avec d’autres espèces non légumineuses (pois-blé, lupin-triticale, pois-avoine), elles engendrent une teneur en protéine plus élevée des céréales. En couverts (non récoltés) à base de légumineuses sous une autre culture récoltée (colza-légumineuses gélives, carotte avec féverole), cultures intermédiaires (mélanges d’espèces de légumineuses) ou couvert semi-permanent (légumineuses fourragères), elles contribuent à couvrir le sol (moins d’érodibilité des sols ou de lixiviation de nitrate), à alimenter l’activité biologique des sols et la matière organique du sol, favorable au stockage de carbone.

Azote symbiotique, l’as de l’azote ?

Vu le rôle central de la fonction écologique de la fixation symbiotique, la première condition pour bénéficier de l’azote des légumineuses est d’assurer une bonne nutrition de la plante. Pour cela, bien connaître les spécificités de la nutrition azotée de la légumineuse est crucial : bien gérer la complémentarité entre fixation symbiotique de l’azote et l’absorption racinaire est donc centrale.

Avec une culture de légumineuse réussie, présentant un rendement élevé et une bonne teneur en protéines des graines, l’agriculteur bénéficiera ensuite d’un effet du précédent cultural plus intéressant pour les cultures suivantes, à condition de bien concevoir la succession culturale et les pratiques associées afin d’éviter les pertes par lixiviation et de synchroniser les restitutions d’azote avec les besoins de la culture suivante. En bonus, pour tous, une meilleure qualité de l’air et moins de gaz à effet de serre (GES).

Insérer davantage de légumineuses dans la succession culturale permet de :

• capter l’azote de l’air et donc d’assurer une entrée de l’azote renouvelable dans le système de production
• apporter aucun engrais azoté sur la surface emblavée en pois à apporter sur une campagne agricole
• récolter des graines particulièrement riches en protéines
• pouvoir réduire les doses à apporter sur cette surface au cours des campagnes suivantes
• contribuer à une meilleure robustesse et une meilleure durabilité du système cultivé
• etc.

Documents à télécharger

• Terres Univia - Les paiements pour services environnementaux : quels atouts des oléagineux et légumineuses ? Décembre 2020 Télécharger le pdf
• Les services agro-écosystémiques rendus par les systèmes incluant des légumineuses - English Télécharger le pdf