Légumineuses

Légumineuses

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Les légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
s (ordre des Fabacées) ont développé une symbiose spécifique avec des bactéries de type Rhizobium capables de fixer l'azote de l'air en azote ammoniacal N2 -> NH4+ puis en acides aminés fournis à la plante.
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La symbiose entraine la formation de nodosités qu'on observe sur les racines de la légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
. Cette capacité à fixer l'azote de l'air permet à ces cultures de se passer de fertilisants azotés et d'avoir une teneur en protéines deux à trois fois plus élevée que chez les graminées.

 

La nutrition azotée des légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
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La légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
commence par prélever l'azote minéral présent dans le sol sous forme de nitrate et d'ammonium comme les autres plantes. Lorsque la disponibilité en nitrate diminue, la légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
active la formation de nodules abritant le Rhizobium. Elle envoie alors à ses racines une part importante des sucres qu'elle métabolise par photosynthèsephotosynthèseDéfinition: La photosynthèse végétale consiste à réduire le dioxyde de carbone de l'atmosphère par l'eau absorbée par les racines à l'aide de l'énergie solaire captée par les feuilles, en présence de sels minéraux, avec libération d'oxygène, afin de produire des glucides....
dans les feuilles. Ces sucres fournissent l'énergie nécessaire au Rhizobium pour la fixation d'azote de l'air. La légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
peut alors devenir autonome en azote et continue d'accumuler des protéines sans plus avoir besoin de l'azote du sol.

L'ordre de grandeur des quantités d'azote de l'air fixé dépend de la durée du cycle de la légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
et de la fourniture en azote minéral du sol. Il dépend aussi de l'efficacité de la symbiose. Les souches de Rhizobium présentes dans les sols français permettent une bonne nodulation de la plupart des espèces de légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
s à l'exception du soja et dans certaines conditions du lupin et de la luzerne qu'il est possible d'inoculer au moment du semis. Sur une luzerne, la fixation d'azote peut atteindre 300 kg de N/ha en 2ème année d'exploitation.

Le développement du Rhizobium est très sensible aux conditions du milieu. Il lui faut un sol aéré laissant circuler l'oxygène et un pHpHDéfinition: Notation qui rend compte de la concentration en ions H+ du milieu et désigne ainsi le caractère très acide (pH 4 à 5,5), acide (5,5 à 6,8), neutre (6,8 à 7,2) ou alcalin (supérieur à 7,2) d’un sol....
variant dans une plage optimale assez étroite. Les exigences en phosphore et potassium sont également assez élevés à la fois pour le Rhizobium et pour la croissance de la légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
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Effets sur la fertilité biologique action
sur la fixation symbiotiquefixation symbiotiqueDéfinition: Phénomène biologique dû à des bactéries (Rhizobium) vivant en symbiose sur les racines des légumineuses, ayant pour conséquence la transformation de l’azote de l’air en azote organique utilisable par la plante....
d'azote

Effets fixation

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La production de protéines végétales est plus couteuse en énergie que la production d'amidon. Les légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
s accumulent deux à trois fois plus de protéines exprimées en teneur dans leur grain ou dans la plante entière comparées aux céréales mais leur potentiel de rendement est plus faible.

 

production proteines vegetales

Source : support Légumineuses UNIP 2014

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Les légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
s dans les systèmes de culture 

L'intérêt d'insérer des cultures de légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
s dans les successions de culture a été identifié très tôt de façon empirique par les agriculteurs dans le monde entier. Il tient d'abord à l'avantage procuré par la fixation symbiotiquefixation symbiotiqueDéfinition: Phénomène biologique dû à des bactéries (Rhizobium) vivant en symbiose sur les racines des légumineuses, ayant pour conséquence la transformation de l’azote de l’air en azote organique utilisable par la plante....
de l'azote de l'air. Il reste essentiel dans le mode d'agriculture biologique pour introduire de l'azote dans le sol en raison de l'interdiction des engrais azotés minéraux.

Pour accroitre la part des légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
s, plusieurs possibilités existent en :

Culture annuelle

protéagineux et légumes secs (pois, féverole, lupin, lentille, haricot) ainsi que soja. On récolte les graines en laissant au sol des résidus riches en azote (racines et parties aériennes).

Cultures fourragères pluriannuelles (luzerne, trèfles, vesces, sainfoin...)

Ces cultures fournissent du fourrage et peuvent être également transformées en aliment par déshydratation. Après plusieurs années, leur destruction entraine la minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
d'une quantité importante d'azote qu'il faut utiliser rapidement en semant immédiatement une autre culture (ex : un maïs après une luzerne).

Mélange avec des graminées dans une prairie temporaire ou permanente

La réduction de l'apport d'azote et le sur-semis sur une prairie en place sont des techniques pour favoriser la part des légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
s dans le mélange prairial au cours des années.

Cultures intermédiaires ou dans tout type de couvert

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s y sont généralement en mélange avec d'autres espèces car elles ont une moindre capacité à piéger l'azote minéral du sol.

 

L'association d'une légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
et d'une autre culture

Cette association associe une légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
et une céréale récoltées ensemble (ex : orge-pois ou vesce...), une culture principale avec une plante de service (ex : colza et lentille) ou encore des légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
s en mélange à des graminées dans les cultures intermédiaires et les prairies. Généralement l'espèce non légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
est plus efficace pour utiliser l'azote minéral du sol et a un avantage de croissance sur la légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
en début de cycle. Pour compenser la rareté de l'azote minéral, la légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
active la symbiose avec le Rhizobium et fixe davantage d'azote de l'air après quelques semaines. Il y a complémentarité des deux espèces dans la fourniture d'azote. Cependant un apport de fertilisant azoté peut être nécessaire pour améliorer la productivité de la culture associée, il réduit généralement la compétitivité de la légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
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Les deux espèces s'échangent peu d'azote durant leur cycle de végétation. Un peu d'azote peut être réémis par les racines d'une espèce et récupéré par l'autre mais les échanges nets sont faibles ou nuls. Par contre la récolte ou la destruction de la légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
entraine une décomposition puis une minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
des parties végétatives laissées au sol. Il en résulte un supplément d'azote minéral disponible pour la culture qui suit. Cet effet précédent est pris en compte dans le calcul du bilan prévisionnel de l'azote sur la culture qui suit.