Partie 7 La légumineuse
La légumineuse
La légumineuse est présentée ici comme un cas d’école, sur lequel on peut vraiment capitaliser pour raisonner les flux de carbone et d’azote.
On prend une légumineuse avec un rapport C/N de 50 pour simplifier le raisonnement.
Comme précédemment :
- 1 tonne de matière sèche = 0,4 tonne de carbone, soit 400 kg de carbone.
La question posée est alors : combien y a-t-il d’azote dans cette plante ?
Avec un C/N de 50 :
- N = 400 / 50 = 8
Donc, pour 1 tonne de matière sèche, on a environ 8 unités d’azote minéral équivalent disponibles dans la plante.
L’idée importante est que, comparé à une paille de blé évoquée auparavant, où l’on était à environ 2 à 2,5 unités, ici on est sur des valeurs environ quatre fois plus élevées. La légumineuse est donc une plante très particulière.
Passage de la plante au sol
Dans le raisonnement présenté, on passe ensuite d’un C/N de 50 à un C/N de 25 dans le sol.
On refait alors le calcul :
- N = 400 / 25 = 16
Comme la plante contenait déjà 8 unités, le supplément récupérable est :
- 16 - 8 = 8
Autrement dit, pour 1 tonne de matière sèche de légumineuse, on récupère encore environ 8 unités d’azote lors du passage vers l’état plus transformé dans le sol.
L’idée générale est que, sur la légumineuse, on arrive à des niveaux d’azote beaucoup plus élevés que sur une paille classique.
Exemple avec 25 tonnes de paille de légumineuse
Si on met 25 tonnes de paille de légumineuse, et qu’on raisonne avec 8 unités par tonne :
- 25 × 8 = 200 unités d’azote
Cela donne déjà 200 unités qui viennent de la paille.
En reconstituant le raisonnement global, on retrouve l’ordre de grandeur de 400 unités d’azote qui entrent dans le système.
C’est à ce moment-là que l’on commence à intégrer le rôle spécifique de la fertilisation liée à la légumineuse.
Le fonctionnement des nodosités
Le point essentiel est le suivant : pour la légumineuse, l’effet des nodosités est considéré comme un stock nul.
Le schéma expliqué est celui-ci :
- le sol fournit l’environnement ;
- la légumineuse, par exemple un trèfle ou une vesce, porte des nodosités ;
- dans ces nodosités vit une bactérie.
Cette bactérie doit respecter les “quatre règles d’or” du vivant :
- respirer ;
- manger ;
- digérer ;
- excréter.
Elle capte l’azote de l’air sous forme de N₂. Mais pour fonctionner, elle a besoin :
- d’oxygène : donc d’un sol aéré ;
- de carbone fourni par la plante.
En échange, la plante envoie du sucre à la bactérie, et la bactérie fournit de l’azote à la plante.
Il s’agit donc d’un système en flux tendu :
- la nodosité ne stocke pas durablement l’azote ;
- dès que la plante a besoin d’azote, il est produit et immédiatement envoyé dans le végétal.
Autrement dit :
- nodosités = 0 stock
L’azote n’est pas stocké dans la nodosité ; il se retrouve dans le végétal, sous forme de matière azotée digestible, c’est-à-dire principalement de protéines brutes.
Où se trouve l’azote dans la légumineuse ?
Dans une légumineuse, l’azote est donc essentiellement :
- dans le végétal ;
- sous forme organique ;
- sous forme de protéines brutes.
Quand la plante revient au sol, cette matière organique azotée sera transformée en azote minéral par digestion biologique.
Le fonctionnement dépend alors du rapport C/N des tissus végétaux.
Sur la paille, il ne reste plus qu’environ 8 unités d’azote dans le raisonnement précédent. Mais dans une légumineuse jeune ou à un stade plus favorable, on peut avoir beaucoup plus d’azote dans la biomasse.
Le stade de destruction de la légumineuse
Le stade de destruction compte beaucoup.
Il est indiqué que le bon stade est autour du :
- début floraison ;
- ou pleine floraison.
À ce moment-là, on est sur des rapports C/N autour de 25 à 30, et c’est souvent aussi l’optimum observé dans les analyses de fourrages.
À ce stade, 1 tonne de matière sèche de légumineuse peut contenir environ :
- 30 unités d’azote minéral équivalent,
- plus le carbone à digérer.
C’est cela qui change complètement le raisonnement : la restitution au sol ne concerne pas seulement un peu d’azote contenu dans la paille, mais aussi une masse importante d’azote organique dans les protéines de la plante.
Conversion protéines brutes / azote
La conversion donnée est simple :
- azote = Matière azotée / 6
Autrement dit, on prend la teneur en protéines brutes, et on la divise par 6 pour retrouver l’équivalent azote.
Exemple donné avec l’herbe :
- si l’herbe contient 200 g de protéines brutes,
- alors 200 / 6 ≈ 32 g d’azote.
Cela permet de retrouver l’ordre de grandeur évoqué précédemment : une légumineuse peut amener environ 30 unités d’azote par tonne de matière sèche rien que par le retour de biomasse au sol.
Quand la légumineuse pousse, puis meurt
Tant que la légumineuse pousse :
- elle continue à capter l’azote de l’air via les nodosités ;
- elle pompe aussi les nitrates et l’azote disponible dans le système ;
- cet azote est positionné dans le végétal.
Quand la plante meurt :
- elle n’alimente plus les nodosités en carbone ;
- la fixation s’arrête ;
- l’azote est alors déjà stocké dans la biomasse végétale.
Cet azote est sous forme organique :
- non lessivable ;
- sous forme de protéines brutes.
Quand la biomasse revient au sol, elle est digérée selon les mêmes mécanismes que ceux déjà expliqués pour les autres matières organiques.
Une tonne de légumineuse restituée au sol
Le raisonnement donné aboutit à l’idée suivante :
- 1 tonne de matière sèche de légumineuse amène environ 30 unités d’azote ;
- auxquelles s’ajoutent encore 3 à 4 unités liées à la partie carbone.
On retient donc environ :
- 34 unités d’azote par tonne de matière sèche
Exemple avec 10 tonnes de légumineuse en couvert végétal
Si on met 10 tonnes de légumineuse en couvert végétal, on obtient :
- 10 × 34 = 340 unités d’azote
On apporte donc environ 340 unités d’azote de fertilisation biologique à la parcelle.
La condition posée est importante : il faut ramener la totalité de la biomasse au champ.
Cette stratégie permet de contourner le manque d’azote qui pourrait apparaître au début, tant que les organismes du sol ne sont pas encore bien installés.
Charger d’abord en carbone, puis profiter du moteur carbone-azote
Le principe général est de travailler systématiquement sur le vivant :
- on charge d’abord en carbone ;
- ensuite on bénéficie d’un fort apport d’azote.
Le raisonnement proposé est :
- couvert végétal ;
- objectif : 10 tonnes de matière sèche restituées ;
- puis mise en route du moteur carbone + azote.
Le démarrage de la construction d’un sol vivant se fait ainsi :
- on incorpore au sol du BRF ;
- on sème une légumineuse développée au maximum ;
- on met de la paille par-dessus.
Cela permet de mettre en route le moteur carbone-azote et de contourner immédiatement la faim d’azote.
Conséquence pratique sur les premières cultures
Dans cette logique, la première culture doit être une légumineuse.
Ensuite :
- la deuxième peut encore être une légumineuse ;
- puis, au fur et à mesure, le choix des cultures s’élargit quand la machine biologique est lancée.
Selon l’explication donnée, il faut environ 2 à 3 ans pour mettre réellement en place l’activité biologique capable de récupérer le N₂ de l’air et de faire fonctionner le système pleinement.
L’ennemi numéro un : le soleil sur le sol
Le message final est très fort : l’ennemi public numéro un, c’est le soleil sur le sol.
Dès que le soleil touche directement la terre où vivent les organismes du sol :
- on les stérilise ou on les calme fortement ;
- la chaleur et les ultraviolets tuent ou affaiblissent les bactéries, champignons et autres organismes très sensibles.
La conséquence est majeure :
- si le sol est nu, on perd la bataille de l’azote ;
- on ne fait plus que minéraliser le stock existant ;
- puis on le perd.
À l’inverse, dans un sol protégé et couvert :
- on dégrade la biomasse dans de bonnes conditions ;
- on gagne de l’azote au lieu de perdre le stock.
La clé de voûte de la réussite du système est donc :
- ne jamais laisser le soleil toucher la terre nue.
Idée générale à retenir
La légumineuse est au cœur du démarrage d’un sol vivant car elle permet :
- d’apporter beaucoup plus d’azote que les pailles classiques ;
- de stocker cet azote dans la biomasse sous forme organique ;
- de restituer cet azote au sol au moment de la destruction ;
- d’alimenter rapidement le moteur carbone-azote.
C’est pour cela que, dans la mise en route du système, la première culture doit être une légumineuse, avec restitution maximale de biomasse et protection permanente du sol.
