Gérer un couvert permanent de légumineuses en agriculture bio

Piloté par Arvalis entre 2022 et 2026, le projet Graal s’est intéressé à la gestion d’un couvert permanent de légumineuses par fauchage en inter-rangs d’une culture principale, en agriculture biologique. Si le système comporte encore des limites, il ouvre cependant des perspectives prometteuses.

« Séparer dans l’espace une culture de rente et une culture de service afin d’être capable de les gérer séparément », voilà l’ambition du projet de recherche Graal.  

L’idée consiste à « implanter un couvert permanent de légumineuses en inter-rangs d’une culture principale pour mieux gérer le fauchage de la première », a rappelé Régis Hélias, ingénieur régional Arvalis en Occitanie et animateur national de la filière bio, lors d’un webinaire organisé par le Centre national de l’agro-écologie. Cette approche vise également à répondre à deux enjeux majeurs en agriculture bio : la disponibilité de l’azote et la gestion des adventices.

« Inverser la compétition entre les espèces »

Dans le dispositif testé, la luzerneest semée (12 à 20 kg/ha) sous couvert de tournesol, à 30 cm d’écartement. Après sa récolte, un blé est implanté à l’automne entre les rangs de luzerne, en s’appuyant sur un guidage GPS RTK. En hiver, la croissance de la luzerne ralentit naturellement, ce qui limite la concurrence avec le blé. Au printemps, elle redevient en revanche très compétitive. D’où l’idée de la faucher, le recours aux herbicides n’étant pas envisageable en agriculture bio.

Les experts Arvalis ont alors mis au point avec la société Eco-Mulch, une faucheuse inter-rangs de 6 m, équipée d’un guidage GPS RTK. « L’objectif de cette intervention est d’inverser la compétition entre les espèces, car une fois fauchée, la luzerne se retrouve à l’ombre du blé. »

Après la récolte de la céréale, le couvert retrouve la lumière et reprend rapidement sa croissance. Il contribue alors à limiter le développement des adventices et à capter l’azote disponible, au bénéfice de la culture suivante. Ce système permet d’enchaîner plusieurs blés ; la pratique étant compatible avec le cahier des charges AB puisque c’est considéré comme une culture associée.

Pourquoi la luzerne ?

Parmi les différentes légumineuses testées, la luzerne apparaît aujourd’hui comme « le meilleur compromis » selon Régis Hélias. « Le sainfoin est très résistant à la sécheresse, mais stoppe sa croissance en été alors qu’on a besoin de biomasse à cette période ».

« Le lotier a, lui, un port étalé puis érigé : il pousse au ras-du-sol puis monte dans la ligne de blé, ce qui peut compliquer la fauche. De plus, cette espèce repousse très vite après la fauche, donc elle a tendance à exercer une forte compétition sur le blé. De son côté, le trèfle violet manque de pérennité et supporte mal les coups de chaud. »

Une biomasse de vers de terre multipliée par quatre

Après trois ans et demi d’expérimentation, les résultats apparaissent particulièrement intéressants sur les plans agronomique et écologique. Dans l’essai mené à Salvagnac (Tarn), « le carbone organique du sol est, par exemple, passé de 0,9 % à 1,6 % de matière sèche (MS), ce qui est très significatif sur ce laps de temps. Le taux de matière organique libre progresse également (de 17 à 21 %), grâce aux restitutions régulières de biomasse de luzerne à la surface du sol ». Régis Hélias compte entre 7 et 10 t de MS/ha/an restituées.

« On a aussi plus d’azote total dans le sol, passant de 0,11 à 0,14 %. Là aussi, c’est l’effet des légumineuses. En revanche, cette hausse ne se traduit pas par davantage d’azote disponible pour les cultures. » Les experts estiment que « la luzerne recycle elle-même une grande partie de l’azote qu’elle fixe ».

Autre résultat marquant : la biomasse de vers de terre a été multipliée par quatre, passant de 500 kg à 2 t de lombrics/ha sur les horizons superficiels. La biomasse microbienne progresse également de près de 40 %, et la structure du sol est améliorée.

Une pression adventices réduite

La pratique s’est montrée également intéressante contre plusieurs adventices vivaces réputées difficiles à maîtriser en bio. Entre 2022 et 2025, la population de chiendent a été divisée par quinze. Les chardons ont quasiment disparu de certaines parcelles et la pression prêle a aussi fortement diminué.

Un bémol toutefois : « l’apparition du ray-grass, absent au début de l’essai. On l’attribue à l’enrichissement du sol en azote ». Pour Régis Hélias, « son apparition pourrait même devenir un indicateur pour arrêter la luzerne dans la parcelle ».

L’idée est de « conserver la luzerne en place autant d’années qu’elle apporte plus de services que de disservices », précise l’expert.

Le frein reste avant tout économique

Malgré ces résultats encourageants, le système n’est pas encore considéré comme pleinement opérationnel à grande échelle. « La marge brute ressort aujourd’hui en baisse d’environ 23 % sur l’ensemble de la rotation. »

Plusieurs facteurs expliquent cet écart. « Les coûts de mécanisation sont plus élevés, notamment en raison du prix de la faucheuse avoisinant aujourd’hui les 100 000 euros. S’y ajoutent un rendement des céréales légèrement inférieur et une réduction de la fréquence de cultures à forte valeur ajoutée comme le soja alimentaire ».

Pour Régis Hélias, plusieurs leviers pourraient « améliorer la viabilité du système » comme « affiner la précision réelle du guidage RTK et perfectionner les machines de fauche inter-rangs. Trop de tiges de luzerne échappent encore à la coupe et continuent de concurrencer la céréale. » 

Autre volet technique cité : « sélectionner des variétés de luzerne spécifiquement adaptées à ce rôle de plante compagne. Un travail a d’ailleurs débuté à ce sujet, dans les sites Inrae de Lusignan et de Montpellier ». On pourrait également imaginer « un accompagnement financier pour rémunérer les services environnementaux rendus par cette pratique : stockage de carbone, baisse de lixiviation d’azote… » Cela pourrait ouvrir une piste intéressante pour les systèmes biologiques de demain.