September 1, 2022
Introduire des légumineuses dans les systèmes de culture améliore les rendements des cultures principales d’environ 20 %, selon une nouvelle étude publiée dans Nature communications. Les scientifiques ont synthétisé 462 expérimentations de terrain, totalisant près de 12 000 observations de rendement à travers 53 pays. Les plus forts avantages des légumineuses sont enregistrés en Afrique, ainsi qu’en agriculture biologique.
Parcelle d'arachide à Ndiob (Sénégal). Au Sénégal, l'arachide (légumineuse) est généralement cultivé en rotation avec le mil ou le sorgho © R. Belmin, Cirad
Une forte biodiversité au sein des cultures s’accompagne de nombreux services écosystémiques, comme la résilience face aux maladies et aux parasites, ou encore l’amélioration de la fertilité des sols. L’utilisation de légumineuses au sein de ces systèmes diversifiés améliore par ailleurs les rendements des cultures principales, comme vient de le démontrer une équipe de scientifiques de l’université agricole de Chine, de l’université d'Aarhus au Danemark, du Cirad, de l’université de l'Australie occidentale et de l’université d'Aberdeen au Royaume-Uni.
Damien Beillouin, chercheur au Cirad spécialisé en analyse de données agronomiques et co-auteur de l’étude, commente : « 91 % des observations analysées portaient sur les céréales : le riz, le blé ou encore le maïs. Pour ces cultures de rente, 20 % d’augmentation des rendements, c’est significatif. »
Fertilisation azotée et diversification culturale
Au-delà de cette augmentation moyenne, deux facteurs principaux influencent les évolutions de rendements liées aux légumineuses : l’apport d’intrants azotés et le degré de diversité cultural des systèmes agricoles. Selon les chercheurs, plus l’apport de fertilisants azotés chimiques est forte, moins le bénéfice des légumineuses se fait sentir. « Les légumineuses sont capables de fixer l’azote atmosphérique dans les sols, précise Damien Beillouin. Dans des milieux où l’on utilise déjà beaucoup d’intrants azotés, cet atout pèse évidemment moins fort. »
Les gains de rendements diminuent également pour les systèmes de culture les plus diversifiés. Ils restent cependant substantiels même dans le cadre des rotations très diversifiés. Cela montre que les légumineuses apportent des bénéfices spécifiques aux cultures. Selon Huadong Zang, professeur associé à l'Université agricole de Chine, spécialisé dans les cultures diversifiées, et auteur correspondant de l'étude, « ces bénéfices sont certainement liés à des effets de rupture de cycle des maladies et des pathogènes, en plus de l’apport d’azote dans les sols par fixation symbiotique, qui in fine réduisent les facteurs de stress ».
L’Afrique le continent qui a le plus à gagner
Les légumineuses augmentent donc particulièrement la production dans des conditions de faibles intrants. Si l’agriculture biologique aurait donc beaucoup à gagner de l’introduction des légumineuses, le continent africain aussi. Selon l’étude, sur les 844 observations de terrain analysées en Afrique, les légumineuses augmenteraient les rendements de 43 % en moyenne. Par comparaison, le gain moyen observé en Europe est de seulement 15 % sur 1414 observations.
Ce travail vient compléter une méta-analyse précédente sur les effets globaux de cinq grands types de diversification des cultures sur la productivité agricole, observés sur plus de 50 000 expérimentations à travers le monde.
Référence
Zhao, J., Chen, J., Beillouin, D. et al. 2022. Global systematic review with meta-analysis reveals yield advantage of legume-based rotations and its drivers. Nature Communications.
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