RÖLE ET IMPORTANCE DES LEGUMINEUSES2014

Les utilisations des légumineuses et
leur importance économique

Rappel
Les bactéries provoquent la formation
de nodosités sur les racines. Elles sont le siège
d'une activité symbiotique dans laquelle la
plante fournit les sucres et l'énergie issus de
la photosynthèse, et bénéficie en retour
des acides aminés qui y sont produits.

• Cette activité peut produire jusqu'à 300 kg d'azote à
l'hectare, qui se retrouvent en partie dans les
récoltes (protéines des graines et fourrages) et en
partie dans le sol, utilisable par les cultures
suivantes.
• Au niveau mondial, on estime à 100 millions de
tonnes par an la masse d'azote ainsi fixé, soit le
même ordre de grandeur de la production d'azote de
l'industrie chimique.

Expliquez, trouvez les liens?

Alimentation humaine et animale
10% DE GAZ À EFFET DE
SERRE EN MOINS

Rotations

Cycle de l’azote
Réduire les
apports en N

Fertilité
Sol
GRANDE
IMPORTANCE

Nodosités
Fixation du N2

1. Sol

Définition: Le sol est un ensemble complexe avec une
composante minérale et une autre dite organique
(humus). C'est également le lieu de vie d'êtres vivants qui
jouent un rôle prépondérant sur certaines propriétés du
sol : sa perméabilité, la décomposition de la matière
organique…
En pédologie (science du sol), le sol est le produit de
l'altération de la roche mère sous jacente, avec un apport
de matières organiques. Il correspond à la couche
superficielle visible par l'homme sur les continents. La
particularité d'un sol est la présence simultanée de
matières organiques (M.O.) et minérale contrairement à
la roche mère dont il est issu.

Structure du Sol

Structure du sol
On définit la structure du sol comme le mode d'organisation des différentes
particules de sable, de limon et d'argile entre elles. Les particules isolées, une fois
assemblées, apparaissent comme des particules plus grosses. C'est ce qu'on
appelle des grumeaux. Ces grumeaux s'organisent en agrégats.
Texture du sol (granulométrie)
l’abondance relative, dans le sol, de particules de dimensions
variées. Ces particules sont triées selon leur taille et classées en
3 classes : sables, limons ou argile selon les critères suivants :
• moins de 0,02 µ
= argile
• entre 0,02 et 0,50 µ = limons
• entre 0,50 et 2000 µ = sables

De la texture dépendent la facilité avec laquelle le sol pourra être
travaillé, la quantité d’eau et d’air qu’il retient, et la vitesse à laquelle
l’eau peut entrer et circuler dans le sol.

Qu’y trouve-t-on ?
Une multitude d’organismes vivants jusqu’à 10 milliards par gramme de sol, dont la
majeure partie reste à identifier. À l’oeil nu, on voit des vers de terre, des mille-pattes,
des carabes et des fourmis. Avec un microscope on observe des collemboles, des
nématodes, des champignons et des bactéries.
La rhizosphère, la terre adhérente à la racine
Les racines créent des « points chauds » d’activité microbienne dans les sols. Comme
les animaux qui ont besoin de bactéries associées à leur système digestif, les plantes
vivent avec un cortège de microorganismes sur leurs racines qui favorisent
l’assimilation des éléments nutritifs et assurent un effet tampon les protégeant de
l’acidité ou de la sécheresse.
Principales fonctions assurées dans le sol
Les organismes vivants contribuent notamment à :
- Broyer, réduire puis décomposer la matière organique morte
- Minéraliser de l’azote et d’autres éléments nutritifs contenus dans la matière organique
-Remuer le sol, le déplacer, associer la matière organique à l’argile
- Nitrifier l’azote ammoniacal en nitrate, mais aussi dénitrifier les nitrates en situation
d ’excès d’eau.
- Favoriser la circulation de l’eau et de l’air (porosité, galeries)

2. La fertilité des sols
2.1. Définition
- Le terme de fertilité du sol désigne l’aptitude de ce dernier
à produire des végétaux « Nourrir le sol pour nourrir la
plante ».
- Elle est liée à l’activité biologique du sol et exclue l’usage
des engrais minéraux de synthèse (engrais).

Le socle ou la base du maintien de la fertilité des sols
Légumineuses et engrais verts
Plantes améliorantes des sols(légumineuses ou non)

Sa composition doit permettre un bon approvisionnement en
éléments nutritifs (N,P,K), en eau et en oligo-éléments. Sa couleur
foncée traduit sa richesse en carbone.
Un sol fertile est un sol vivant, riche en vers de terre,
champignons et bactéries, qui contribuent au recyclage de la
matière organique et maintiennent une bonne porosité.
Un sol fertile permet enfin d’accueillir les auxiliaires de culture.
Un auxiliaire de culture est un être vivant qui détruit les ravageurs ou atténue leurs effets. Il s’agit
souvent d’animaux consommant les ennemis des cultures (insectes comme les coccinelles, les carabes,
des araignées, des vers, certains oiseaux, des chauves-souris...) ; mais on trouve aussi des parasites ou
des micro-organismes (bactéries, champignons, ..) provoquant des maladies au sein des populations
de ravageurs. Ces auxiliaires peuvent être lâchés au sein de la culture et cette technique, couramment
désignée par l’expression « lutte biologique » est déjà utilisée avec succès dans de nombreuses filières

Comment préserver et augmenter la fertilité et
l’activité biologique du sol?
Pourquoi?

Améliorer l’activité biologique d’un sol stimule la minéralisation de la matière organique.
Il faut plusieurs années pour constater une évolution car les interactions entre le climat, les
cultures et le sol sont multiples.
Pour privilégier les conditions favorables à la faune et aux microorganismes du sol il faut:
Protéger les sols contre l’érosion, disposer d’un couvert végétal ou d’un mulch de
résidus en surface et éviter les périodes où le sol reste nu.
Préserver la structure du sol, favoriser l’aération et drainer l’excès d’eau.
Corriger l’acidité par un chaulage régulier pour un pH optimum entre 6.5 et 7. Apporter de la matière organique en laissant les résidus de culture au sol ou en
apportant des composts ou fumiers.
Introduire une culture intermédiaire (engrais vert) entre deux cultures principales.
Limiter l’intensité du travail du sol et sa fréquence car il perturbe l’activité de la faune
(vers de terre), à l’inverse il favorise la minéralisation de l’azote.
Allonger la succession de cultures pour favoriser la biodiversité dans le sol.

Qu’est ce qui stimule la vie dans les sols ?
Le carbone fixé par la photosynthèse des plantes est la source d’énergie des organismes
vivants dans le sol. L’aération du sol, son humidité, son pH et sa température sont les
principales conditions de leur développement.

De la nourriture
Les cultures laissent des résidus au sol : racines, feuilles, tiges non récoltées. Les engrais
verts contribuent aussi à alimenter les organismes vivants du sol en leur apportant des
composés carbonés et des éléments nutritifs.

De l’air, de l’eau et un sol neutre
Les microorganismes de la rhizosphère ont besoin :
d’une température minimum de 5°C et pour certains, jusqu’à 15°C (bactéries de la
nitrification);
de l’air et de l’eau simultanément grâce à une bonne structure de sol favorisant le
ressuyage d’un pH eau neutre compris entre 6.5 et 7.0.

2.2. Comment préserver et augmenter La fertilité et
l’activité biologique du sol?
1- la rotation pluriannuelle des cultures
(légumineuses et d’autres cultures d’engrais
verts ou plantes améliorantes des sols)

2- l’ épandage de matières organiques, de
préférence compostées, provenant de la
production biologique.

3. Rôle physique des légumineuses sur le sol
• Les matières organiques contribuent à l’édification
de la structure du sol :

- Perméabilité,
- Aération,
- Teneur en eau,
- Prospection par les racines. En particulier, des travaux de
recherche ont montré le rôle privilégié des matières
organiques jeunes dans la stabilité de la structure.

• Lorsque les débris végétaux sont incorporés au sol,
ils
sont rapidement colonisés par des
populations
microbiennes (la microflore).

• Les engrais verts comme les légumineuses apportent au
sol des matières organiques (MO) qui se dégradent
rapidement.
• Cette MO joue un rôle essentiel dans l’amélioration de la
stabilité structurale. Leur agrégation avec les particules
élémentaires (limons et argiles) est plus stable et permet
de mieux résister aux agents de dégradation tels que les
conditions climatiques ou le passage des outils.
• Les exsudats et les produits de décomposition ont de
fortes propriétés d’agrégation et les particules
minérales y adhèrent.

• Les matières organiques sont relativement protégées au
sein de ces agrégats. Le plus souvent, les teneurs en eau du
sol augmentent avec la teneur en matière organique.
• Les cultures d’engrais verts ne jouent pas seulement un
rôle nutritif mais assurent une couverture optimale du sol
et confèrent une protection vis à vis des phénomènes
d’érosion.
• Le travail de fissuration des racines accroît la porosité du
sol et de nombreuses espèces jouent ce rôle (graminées,
luzerne, féverole…).
• L’enfouissement des engrais verts provoque une
prolifération des vers de terre qui se nourrissent des débris
végétaux.

4. Rôle nutritionnel
• Les processus de minéralisation dans le sol des
substances organiques (N, P, S).
• Pour l’azote, les matières organiques sont, avec la
fixation de l’azote de l’air, les seules sources d’apports
en agriculture biologique. Pas d’intrants

5. Les rotations de culture
Une succession logique et continue des cultures
Une légumineuse améliore le rendement de la
céréale qui suit
(fourniture d’éléments nutritifs par le sol)

Un exemple de rotation en élevage de ruminants :
prairie temporaire-maïs / betterave-blé / orge mélanges céréaliers.

• La rotation des cultures est la succession dans le
temps de plusieurs cultures sur le même champ.
• Pratiquée depuis le Moyen-âge, la rotation est depuis
longtemps reconnue comme l’une des clés de la
fertilité du sol mais aussi de la lutte contre les
mauvaises herbes, les maladies et les ravageurs.
• On distingue deux types de rotations suivant que
l’alternance se fait selon les familles (céréales,
légumineuses, oléagineuses…) ou selon les périodes
de cultures (printemps, hiver).
La vulgarisation de l’agro-écologie : de la théorie au terrain ». Octobre 2008
Projet INP-ENSAT/Solagro
Nicolas Almaric, Eve Roubinet, Marike Brezillon, Marie Schroeder, Chahin Faiq et Abel Tite

6. Rôles des rotations
Agronomiques

- Protection du sol,
- Entretien de la fertilité

Ecologiques
- Diversification des espèces cultivées,
- Compétition avec les adventices,
- Support pour la faune auxiliaire.
- Lutter efficacement contre les ennemis des cultures.

Définition d’un adventice
Se dit d'une plante qui pousse spontanément dans une culture et
dont la présence est plus ou moins nocive à celle-ci. (La nocivité
des plantes adventices s'explique par des effets de compétition
avec la plante cultivée, vis-à-vis de l'eau, de la lumière et des
éléments minéraux contenus dans le sol).

6.1- Interruption du cycle de vie des insectes ravageurs
des maladies et des mauvaises herbes
• Chaque culture est à l’origine d’un écosystème particulier qui va être propice ou
non au développement de certaines maladies, certains insectes nuisibles ou
encore certaines mauvaises herbes. En alternant les cultures, l’agriculteur
rompt avec les conditions conférées par cet écosystème provoquant ainsi l’arrêt
du développement de ces maladies, mauvaises herbes et/ou ravageurs.

• Certaines cultures apparentées (ex : blé, épeautre et orge) partagent les
mêmes ennemis. Il faut donc éviter qu’elles se suivent dans la rotation.
L’avoine est peu affectée par les ennemis des cultures mentionnées. Elle
constitue donc un bon choix à inclure dans la rotation.

Exemples d’ennemis des légumineuses
a- Plantes parasites redoutables
- sans chlorophylles
- s’attaque à de nombreuses plantes cultivées et sauvages occasionnant
d’importante perte de rendement,
ex: Orobanche crenata (centre et l’est de l'Algérie)

Orobanche du trèfle

b- Les principales maladies fongiques en Algérie
L’Anthracnose
1- Pois chiche
Agent causal: Ascochyta rabiei (les feuilles, tiges et
gousses) (Sol, semences, débris végétaux)

2- Pois
Ascochyta pisi

Pourritures racinaires
Phytophthora

Le botrytis
Botrytis cinerea ou « pourriture grise »

Le Mildiou
Peronospora viciae

L’ Oïdium

Les rouilles
Uromyces pisi

Alternaria
c- Les maladies virales en Algérie
Pea leaf Roll virus /Bean leaf Roll virus sur pois chiche
Bean Yellow Mosaïc virus (lentilles) etc.
Les virus ont besoin d’un agent de transmission ou vecteur ex:
puceron

d- Les nématodes
Vers microscopiques dans le sol qui pénètre dans les racines et causent
des dégâts importants sur le rendement des légumineuses.

En Algérie
Pratylenchus sp. Nécrose du pois chiche
Ditylenchus dipsaci Fève, lentille et très peu sur le pois chiche
Meloïdogyne sp. Ou nématode à galle pois chiche
Heterodera sp. Ou nématode à kyste = considéré comme le principal
ravageur des légumineuses dans les pays de la Méditerranée.

E- Les insectes
La bruche

Les cochenilles

La mineuse

6.2- Meilleur contrôle des adventices

- Chaque famille de culture est la cible de maladies et d’adventices
spécifiques. Alterner les cultures permet d’alterner les traitements
et donc d’éviter l’apparition de résistance à une matière active.
6.3.Augmentation des chances de survie des ennemis
naturels
- Les conditions homogènes encouragent les pullulations des
ravageurs. Parallèlement, l’abondance et l’efficacité des prédateurs
généralistes sont réduites car ces environnements simplifiés leur
offrent peu ou pas d’alternatives adéquates en matière
d’alimentation, d’abris, de lieu de reproduction et d’autres facteurs
de l’environnement.

6.4-Améliorer la structure du sol
• Amélioration de la structure du sol grâce aux profils racinaires
différents, le profil du sol est mieux exploré, ce qui se traduit par
une amélioration des caractéristiques physiques du sol et
notamment de sa structure.
• On améliore particulièrement la structure du sol en choisissant une
culture qui produit un fort volume de racines fines. Par exemple,
les systèmes racinaires fasciculés des graminées fourragères et des
céréales sont excellents pour la structure.

6.5- Accumulation et protection des ressources ou
bonne fertilisation
• Chaque type de plante puise des éléments nutritifs particuliers et
restitue éventuellement des éléments fertilisants qui profiteront
aux cultures suivantes. Elles laissent, par exemple, plus ou moins
de matière organique dans la terre. Les légumineuses, insérées
dans le cycle de rotation, permettent une augmentation de la
teneur en azote dans le sol, au bénéfice des cultures suivantes.
6.6- Diminution des pertes de sol par ruissellement
• Couverture du sol tout au long de l’année diminue ainsi les
phénomènes d’érosion et de ruissellement.

7. I n t é r ê t s e n v i r o n n em e n t a u x
7.1- Diminution de l’impact de l’agriculture sur la qualité
de l’eau et de l’air

• Cette diminution est la résultante de la réduction de l’usage de
pesticides et d’engrais ainsi que de l’érosion de particules de
sol chargées en éléments fertilisants et de pesticides.
7.2- Restauration du taux de matières organiques des
sols et de la biodiversité

8. Rôle énergétique pour les microorganismes du sol

• La richesse en carbone et hydrogène des
substances organiques permet par voie
oxydative, la libération de quantités
considérables d’énergie dont bénéficient les
micro-organismes du sol.

9. I n t é r ê t s s o c i o - é c o n o m i q u e s
La majorité des impacts agronomiques peuvent se traduire en terme
socio-économiques. Ainsi pratiquer la rotation des cultures permet :
9.1- Meilleure répartition de la charge de travail
• Les cycles variant d’une culture à l’autre, la rotation des
cultures étale de ce fait la saison des semis et des récoltes.
L’usage de la main-d'œuvre et du matériel se trouve ainsi mieux
distribué.
9.2- Augmentation des marges
• La rotation permet une diminution de l’utilisation d’intrants
(engrais et pesticides) qui constituent habituellement une
dépense importante en grandes cultures.

9.3- Abandon du travail du sol
• La rotation, en luttant contre les ennemis des cultures et en améliorant la fertilité du
sol, permet une réduction du travail du sol, voire son abandon dans le meilleur des cas.

9.4- Une ouverture plus forte des exploitations vers leur territoire
• La rotation va de paire avec la diversification des productions. Ceci conduit
généralement les producteurs à accueillir des groupes sur leurs exploitations, recréant
ainsi le lien entre agriculteurs et consommateurs.

9.5-Augmentation des rendements : (variable suivant les espèces)
La figure suivante montre un net effet positif de l’allongement des rotations sur les
rendements en maïs. - Des écarts insignifiants entre les rendements obtenus en rotation
sans engrais ni pesticides et ceux obtenus en monoculture conventionnelle.

Les rendements indiqués, en ordonnée, sont ceux obtenus sur une
moyenne de 3 ans pour une culture sans engrais ni pesticides.

La figure compare les rendements moyens pour (A) maïs, (B) soja, (C) blé et (D) tout céréales
entre différents traitements.
(Co.) et (Mi.) correspondent aux
rendements respectifs obtenus dans 2 villes
des USA en monoculture conventionnelle.

Les chiffres 1 à 6 en abscisse correspondent au nombre d’espèces inclues dans la rotation.

Conclusion
Les légumineuses occupent une place
prépondérante dans les rotations en culture bio.
comme moyen essentiel d’amélioration de la
fertilité du sol et son maintien.

Légumineuses et Agriculture
1- les légumineuses sont soit cultivées pour
leurs graines, riches en protéines (protéagineux)
(fève, fèverole, soja, pois sec, lentille, haricot…)
qui sont utilisées en alimentation humaine et
animale.)
2- soit pour leur appareil végétatif (luzerne,
trèfles, sainfoin) utilisé comme ressource
fourragère.

• Les propriétés agronomiques et alimentaires des
légumineuses sont connues depuis plus de 2000 ans.
Les légumineuses, caractérisées par leur capacité à
fixer l’azote atmosphérique présentent un double
intérêt.
• D’un point de vue agro-environnemental, elles ne
nécessitent aucune fertilisation azotée et contribuent
naturellement à enrichir le sol en azote. En se
substituant aux engrais de synthèse, elles évitent ainsi
les pollutions liées à leur fabrication, leur transport et
leur épandage. D’un point de vue alimentaire, elles
constituent des sources importantes de protéines à la
fois pour les hommes et les animaux d’élevage.

La terminologie juridique diffère de la
classification botanique
1- les « protéagineux »
qui regroupent le pois
protéagineux, la féverole
et le lupin.

2- les « légumineuses à
grains »
les pois chiche, les
lentilles et les vesces.

3- les « oléagineux » qui
incluent le soja.