Fixation symbiotique de l’azote et effet précédent : toutes les légumineuses à graines se valent-elles ?

Les légumineuses ont un rôle majeur à jouer dans la transition vers une agriculture plus durable, en réduisant notamment le recours aux intrants azotés du fait de leurs propriétés spécifiques vis-à-vis du cycle de l’azote. Pourtant peu de références sont disponibles pour une diversité d’espèces quant à leurs performances agronomiques et aux flux d’azote qu’elles induisent. Une étude comparative sur dix espèces de légumineuses à graines a été menée afin i) de quantifier la fixation symbiotique, ii) d’évaluer sa réponse à la présence d’azote minéral du sol, et iii) de quantifier l’effet des légumineuses sur le rendement d’un blé suivant (non fertilisé) en lien avec la minéralisation de leurs résidus de culture. Pour neuf espèces sur dix la fixation symbiotique a permis d’assurer une croissance et une nutrition azotée des plantes aussi bonnes qu’avec une nutrition basée sur le prélèvement d’azote minéral. Des différences d’inhibition de la fixation symbiotique par l’azote minéral ont été mises en évidence et ont été partiellement expliquées par des différences d’efficience de prélèvement de l’azote minéral entre les espèces. Ces différences ont été corrélées à des différences de vitesse d’expansion latérale des racines entre les espèces. La grande majorité des légumineuses a engendré des rendements de blé supérieurs à ceux de blés cultivés après des céréales. La variabilité des rendements du blé a en partie pu être reliée à la minéralisation de l’azote des résidus, variable entre espèces selon leur rapport carbone / azote. Cependant l’azote fourni au sol par les légumineuses peut être perdu pendant la période d’interculture, avant que cet azote ne soit prélevé par la culture suivante. Ce risque augmente pour les espèces de légumineuses récoltées en été contrairement au début automne, du fait d’une interculture plus longue. Abstract: Symbiotic nitrogen fixation and pre-crop effect : are all grain legumes the same? Legumes should play a key role in the transition towards a more sustainable agriculture by allowing a reduction of nitrogen inputs due to their specific properties relative to the nitrogen cycle. However, there is a lack of references for a wide diversity of species regarding their agronomic performances and the nitrogen fluxes they induce. A comparative study on ten grain legumes was conducted to i) quantity symbiotic nitrogen fixation, ii) evaluate its response to inorganic soil nitrogen, and iii) quantify the effect of legumes on the yield of the subsequent wheat (unfertilised) as related to the N mineralisation of their crop residues. For nine species out of ten, symbiotic fixation was able to ensure plant growth and nitrogen acquisition at levels similar to those achieved by nutrition based on inorganic nitrogen. Differences in symbiotic fixation inhibition were observed and were partially explained by differences in inorganic nitrogen uptake efficiency among species. Those differences were related to differences in root lateral expansion rate among species. The great majority of legumes led to higher wheat yields compared to those of wheat cultivated after cereals. Wheat yield variability was partially related to differences in crop residue nitrogen mineralisation among species according to their carbon /nitrogenLegumes should play a key role in the transition towards a more sustainable agriculture by allowing a reduction of nitrogen inputs due to their specific properties relative to the nitrogen cycle. However, there is a lack of references for a wide diversity of species regarding their agronomic performances and the nitrogen fluxes they induce. A comparative study on ten grain legumes was conducted to i) quantity symbiotic nitrogen fixation, ii) evaluate its response to inorganic soil nitrogen, and iii) quantify the effect of legumes on the yield of the subsequent wheat (unfertilised) as related to the N mineralisation of their crop residues. For nine species out of ten, symbiotic fixation was able to ensure plant growth and nitrogen acquisition at levels similar to those achieved by nutrition based on inorganic nitrogen. Differences in symbiotic fixation inhibition were observed and were partially explained by differences in inorganic nitrogen uptake efficiency among species. Those differences were related to differences in root lateral expansion rate among species. The great majority of legumes led to higher wheat yields compared to those of wheat cultivated after cereals. Wheat yield variability was partially related to differences in crop residue nitrogen mineralisation among species according to their carbon /nitrogen ratio. However, nitrogen supplied to the soil by legumes can be lost during the fallow period before nitrogen is retrieved by the subsequent crop. This risk increases with legumes harvested in summer vs. beginning of autumn, because of a longer fallow period