# Analyse des performances des couverts végétaux pâturés dans les systèmes d'élevage du Nord-Comminges

Romane Vermet

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Romane Vermet. Analyse des performances des couverts végétaux pâturés dans les systèmes d'élevage du Nord-Comminges. Agronomie. 2025. hal-05263407

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Submitted on 16 Sep 2025

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# Analyse des performances de couverts végétaux pâturés dans les systèmes d'élevage du Nord-Comminges

## Rapport d'étude

SEPTEMBRE 2025

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Etude effectuée par : Romane Vermet, étudiante à L'Institut Agro Dijon (Dominante APOGEE)

Sous l'encadrement de : Lionel Alletto, Directeur de recherche UMR AGIR (Centre INRAE Occitanie-Toulouse)

Enseignant référent : Marie-Charlotte Bopp
STAGE DE FIN D'ETUDE

Formation Ingénieur Institut Agro Dijon

Formation Initiale

Analyse des performances de couverts végétaux pâturés dans des
systèmes d'élevage du Nord-Comminges

(stage réalisé du 17/03/2025 au 29/08/2025)

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Auteur

Romane VERMET

Enseignante référente

Marie-Charlotte BOPP

Tuteur de stage

Lionel ALLETTO

Organisme d'accueil

UMR AGIR - INRAE

31326 Auzeville-Tolosan

2024-2025
Remerciements

Je tiens à exprimer toute ma gratitude envers l'ensemble des personnes qui ont contribué, de près ou de loin, à la réalisation de ce stage et à la rédaction de ce mémoire.

Je remercie tout d'abord mon maître de stage, Lionel Alletto, pour sa disponibilité, son implication, son partage de connaissances et sa passion communicative. Ses précieux conseils ont été déterminants tout au long de ce travail.

J'adresse également mes remerciements à Eric Deboeuf, Jean-Baptiste Ariès et Benoît Ferrere pour avoir accepté d'accueillir les expérimentations sur leurs parcelles et avoir pris des risques pour expérimenter le pâturage des couverts.

Je remercie toute l'équipe technique qui a grandement participé aux relevés des données : Sophie Teychene, Noémie Deschamps, Franck Pages, Lucas Boutet, Antoine Raoux, Eric Lecloux et Benoît Gleizes. Merci pour l'accueil, pour le partage de connaissances, pour votre disponibilité et votre bonne humeur malgré des conditions météo parfois difficile.

Je remercie également toutes les personnes qui se sont rendues disponibles ponctuellement pour nous aider dans la réalisation de ce projet : Adrien Jouglet, Caroline Mouille et Fanny Raoux.

Un grand merci à mes collègues de Dijon, Clément Morin et Patrick Gimenez, ainsi qu'à mes camarades de bureau, notamment Alexanne Mohoric Leray, Lilian Bouvet et Florian Rubens, sans oublier l'ensemble des stagiaires et CDD des unités AGIR, DYNAFOR et de l'ENSAT. Merci pour ces moments qui ont rendu ce stage encore plus enrichissant.

Enfin, je tiens à remercier tout particulièrement Marie-Charlotte Bop pour son suivi, sa disponibilité, ses relectures et ses conseils avisés qui m'ont été d'une aide précieuse tout au long de ce travail.
Résumé

Le changement climatique accentue la variabilité des conditions agricoles, avec des épisodes de sécheresse plus fréquents, une diminution des rendements et une pression accrue sur les ressources fourragères. Dans ce contexte, les Cultures Intermédiaires Multi-Services – CIMS – représentent une solution intéressante pour améliorer la durabilité des systèmes de polyculture-élevage, notamment en constituant une source de fourrage complémentaire pour les troupeaux.

Cette étude, menée sur deux ans dans le territoire du Nord-Comminges, évalue les services et disservices rendus par les CIMS implantées en interculture longue et pâturées par des bovins. L'analyse a porté sur la production de biomasse, la valeur alimentaire des couverts, la qualité des sols et la gestion des éléments minéraux tels que le carbone et l'azote. Pour cela, 4 parcelles situées sur 2 sites expérimentaux dans des exploitations de polyculture-élevage ont été étudiées. 4 mélanges d'espèces ont été semés en blocs randomisés en septembre 2023 et en septembre 2024, pour être pâturés aux printemps 2024 et 2025 respectivement, par les troupeaux spécifiques de chaque exploitation. Les résultats montrent que les CIMS constituent une source importante de fourrage, particulièrement intéressante en sortie d'hiver, lorsque la disponibilité est limitée. Les valeurs d'Unité Fourragère Laitière – UFL – et d'Unité Fourragère Viande – UFV – sont globalement élevées, confirmant le bon potentiel nutritif de ces couverts et leur contribution à l'autonomie fourragère des exploitations. Aucune différence significative n'a été observée entre les mélanges, bien que la présence de moutarde, plus précoce, ait légèrement dégradé la qualité du fourrage. Concernant la qualité des sols, les CIMS semblent maintenir la stabilité structurale mais certains disservices ont été identifiés : une légère compaction des premiers centimètres du sol sous fortes pluies et une immobilisation temporaire de l'azote après pâturage. Enfin, les résultats révèlent une forte variabilité spatiale et temporelle, liée au site, à l'année et à la composition des mélanges. Ainsi le pâturage des CIMS apparaît comme une pratique prometteuse pour les systèmes de polyculture-élevage, tout en nécessitant une adaptation aux conditions locales.

Mots-clés : Pâturage, culture intermédiaire, polyculture-élevage, agroécologie, bovin

Summary

Climate change is increasing the variability of agricultural conditions, with more frequent droughts, lower yields, and increased pressure on forage resources. In this context, Cover Crop (CC) represent an interesting solution for improving the sustainability of mixed farming systems, particularly by providing an additional source of forage for livestock.

This two-year study, conducted in the Nord-Comminges region, evaluates the benefits and drawbacks of CC planted as long-term intercrops and grazed by cattle. The analysis focused on biomass production, the nutritional value of cover crops, soil quality, and the management of minerals such as carbon and nitrogen. To this end, four plots located on two experimental sites on mixed farming and livestock fams were studied. Four species mixtures were sown in randomized blocks in September 2023 and September 2024, to be grazed in the spring of 2024 and 2025, respectively, by the specific herds of each farm. The results show that CC are an important source of forage, particularly valuable at the end of winter when availability is limited. The values for Dairy Forage Units (DFU) and Meat Forage Units (MFU) are generally high, confirming the good nutritional potential of these cover corps and their contribution to the forage self-sufficiency of farms. No significant differences were observed between the mixtures, although the presence of mustard, which matures earlier, slightly degraded the quality of the forage. In terms of soil quality, CC seem to maintain structural stability, but some disadvantages have been identified : slight compaction of the top few centimeters of soil during heavy rainfall and temporary immobilization of nitrogen after grazing. Finally, the results reveal significant spatial and temporal variability,
inked to the site, the year, and the composition of the mixtures. Thus, grazing CC appears to be a promising practice for mixed farming systems, while requiring adaptation to local conditions.

**Keywords** : Grazing, Intercropping, Mixed farming, Agroecology, Cattle
Table des matières

<table><tr><td>Résumé</td><td>4</td></tr><tr><td>Introduction</td><td>11</td></tr><tr><td>I. Etat des lieux des performances des couverts végétaux pâturés</td><td>13</td></tr><tr><td>I-1. Place des cultures intermédiaires</td><td>13</td></tr><tr><td>I-2. Valeur nutritionnelle des couverts</td><td>14</td></tr><tr><td>I-3. Impact du pâturage sur les couverts d'interculture</td><td>15</td></tr><tr><td>I-3-1. Effet du pâturage sur la végétation</td><td>16</td></tr><tr><td>I-3-2. Effet du pâturage sur les éléments nutritifs</td><td>16</td></tr><tr><td>I-3-3. Effet du pâturage sur l'activité biologique du sol</td><td>17</td></tr><tr><td>I-3-4. Effet du pâturage sur la compaction du sol</td><td>18</td></tr><tr><td>I-3-5. Effet du pâturage sur la structure du sol</td><td>19</td></tr><tr><td>I-3-6. Effet du pâturage sur la culture suivante</td><td>19</td></tr><tr><td>I-4. Présentation du site d'étude</td><td>20</td></tr><tr><td>I-4-1. Projet COTERRA</td><td>20</td></tr><tr><td>I-4-2. Territoire du Nord-Comminges</td><td>20</td></tr><tr><td>II. Matériel et Méthode</td><td>22</td></tr><tr><td>II-1. Présentation des sites expérimentaux</td><td>22</td></tr><tr><td>II-2. Présentation du plan expérimental</td><td>22</td></tr><tr><td>II-3. Méthodes de mesure et acquisition des données</td><td>24</td></tr><tr><td>II-3-1. Mesure sur les plantes</td><td>24</td></tr><tr><td>II-3-2. Mesure sur le sol</td><td>26</td></tr><tr><td>II-3-3. Analyse des données</td><td>29</td></tr><tr><td>III. Résultats</td><td>29</td></tr><tr><td>III-1. Ressources fourragères produite par les couverts</td><td>29</td></tr><tr><td>III-1-1. Production de biomasse</td><td>29</td></tr><tr><td>III-1-2. Valeur alimentaire des couverts</td><td>31</td></tr><tr><td>III-1-3. Acquisition d'éléments nutritifs par les couverts</td><td>31</td></tr><tr><td>III-1-4. Restitution des résidus des couverts</td><td>37</td></tr><tr><td>III-2. Impact du pâturage sur le sol</td><td>37</td></tr><tr><td>III-2-1. Impact du pâturage sur la structure du sol</td><td>37</td></tr><tr><td>III-2-2. Impact du pâturage sur la fertilité biologique du sol</td><td>41</td></tr><tr><td>IV. Discussion</td><td>42</td></tr><tr><td>IV-1. Prise de données et analyse des résultats</td><td>42</td></tr><tr><td>IV-1-1. Biomasse des couverts</td><td>42</td></tr><tr><td>IV-1-2. Valeur alimentaire des couverts</td><td>42</td></tr><tr><td>IV-1-3. Acquisition et minéralisation des éléments par le couvert</td><td>43</td></tr><tr><td>IV-1-4. Structure du sol</td><td>44</td></tr></table>
<table><tr><td>IV-1-5. Fertilité du sol</td><td>45</td></tr><tr><td>IV-2. Analyse multicritères des couverts pâturés</td><td>45</td></tr><tr><td>IV-3. Ressentis des partenaires</td><td>47</td></tr><tr><td>Conclusion</td><td>48</td></tr><tr><td>Bibliographie</td><td>49</td></tr><tr><td>Annexes</td><td>58</td></tr></table>
# Table des abréviations

ACP : Analyse en Composantes Principales

AFM : Analyse Factorielle Multiple

BPR : Balance Protéique Ruminale

C : Carbone

CI : Capacité d'Ingestion

CIMS : Culture Intermédiaire Multi-Services

CIPAN : Culture Intermédiaire Piège à Nitrates

CIVE : Culture Intermédiaire à Vocation Energétique

COS : Carbone Organique du Sol

EM : Energie Métabolisable

ha : hectare

IC : Intervalle de Confiance

kg : kilogrammes

MO : Matière Organique

MS : Matière Sèche

PAC : Politique Agricole Commune

PDI : Protéines Digestibles de l'Intestin

POXC : Carbone Oxydable par Permanganate

S : Soufre

SAU : Surface Agricole Utile

t : tonne

UE : Unité d'Encombrement

UEb : Unité d'Encombrement Bovins allaitants

UEl : Unité d'Encombrement Bovins laitiers

UFL : Unité Fourragère Laitière

UFV : Unité Fourragère Viande

UGB : Unité Gros Bétail

VL : Vache Laitière
# Liste des figures et tableaux

**Figure 1** : Localisation géographique du Comminges par rapport à Toulouse

**Figure 2** : Localisation géographique des deux parcelles d'essai

**Figure 3** : Plan expérimental des parcelles d'essai A (a) et B (b) de l'année 2025

**Figure 4** : Biomasse aérienne sèche par modalité de couverts sur les sites A (a) et B (b) pour les deux années d'expériences consécutives. Les intervalles de confiance sur la biomasse totale sont représentés. Les lettres représentent les tests de Tukey sur l'effet de la campagne au sein des modalités ($\alpha = 0,05$, $n = 30$)

**Figure 5** : Carbone acquis par les biomasses aérienne et racinaire pour les différentes modalités de couvert pour les deux parcelles d'essai A et B, au cours des deux années d'expérimentation, avant et après pâturage. Modèle mixte linéaire utilisé pour étudier la significativité. $\alpha = 0,05$ et $n = 30$

**Figure 6** : Azote acquis par les biomasses aérienne et racinaire pour les différentes modalités de couvert pour les deux parcelles d'essai A et B, au cours des deux années d'expérimentation, avant et après pâturage. Modèle mixte linéaire utilisé pour étudier la significativité. $\alpha = 0,05$ et $n = 30$

**Figure 7** : Reliquats azotés présents dans le sol juste avant le pâturage pour les 4 modalités de couvert et au moment du semis sur l'essai A pour les deux années d'expérimentation. Modèle mixte linéaire utilisé pour étudier la significativité. Test de Kruskal-Wallis. $\alpha = 0,05$ et $n = 30$

**Figure 8** : Relation entre l'azote acquis par la culture intermédiaire (kg/ha) en fonction des reliquats azotés présents dans le sol (kg/ha) au moment du semis sur les deux parcelles d'essai A et B pour les deux années d'expérimentation. La bissectrice d'équation $y = x$ et l'équation de la droite sont représentées. $n = 28$

**Figure 9** : Soufre acquis par les biomasses aérienne et racinaire pour les différentes modalités de couvert des deux parcelles d'essai A et B, au cours des deux années d'expérimentation, avant et après pâturage. Modèle mixte linéaire utilisé pour étudier la significativité. $\alpha = 0,05$ et $n = 30$

**Figure 10** : Dynamique de la minéralisation de l'azote suite à la destruction du couvert sur les deux parcelles d'essai A et B pour les deux années d'expérimentation. Les écarts-types sont représentés. $n = 5$

**Figure 11** : Masse volumique du sol selon les modalités de couvert et les différentes profondeurs sur les deux sites A et B pour les deux années d'expérimentation. Les comparaisons multiples entre campagnes et années ont été réalisées à l'aide du test de Tukey post-hoc, après vérification des conditions de validité de l'ANOVA. $\alpha = 0,05$ et $n = 10$

**Figure 12** : Suivi de la note structurale du test VESS pour le premier horizon sur le site B de l'année 2024 selon les modalités de couvert et les campagnes de prélèvement

**Figure 13** : Suivi de la note structurale du test VESS pour le premier horizon sur le site A de l'année 2025 selon les modalités de couvert et les campagnes de prélèvement

**Figure 14** : Proportion de terre désagrégée selon les modalités de couvert et les campagnes de prélèvement pour les deux années d'expérimentation, sur l'essai A. Les comparaisons ont été
réalisées à partir d'un modèle linéaire mixte et d'un test de Tukey post-hoc après vérification des conditions de validité de l'ANOVA. α = 0,05 et n = 5

**Figure 15** : Graphique radar des niveaux de performance des couverts sur les 4 parcelles étudiées au cours des 2 années d'expérimentation sur les deux essais

**Tableau 1** : Composition des couverts semés pour les essais A et B

**Tableau 2** : Valeurs alimentaires des couverts en fonction des modalités et des essais pour l'année 2024. Les intervalles de confiance sont représentés (IC). Les lettres représentent les tests de Tukey post-hoc après vérification des conditions d'application d'ANOVA. α = 0,05

**Tableau 3** : Carbone oxydable (POXC) en mg C/kg de sol selon les modalités, les campagnes (AV : Avant Pâturage ; AP : Après Pâturage), les essais et les années. Les intervalles de confiance et les tests de Tukey sont représentés

**Tableau 4** : Respiration basale (Respi) en mg C – CO₂/kg de sol/j selon les modalités, les campagnes (AV : Avant pâturage ; AP : Après Pâturage), les essais et les années. Les intervalles de confiance et les tests de Tukey sont représentés

**Annexe 1** : Services écosystémiques attendus des couverts végétaux pâturés (Alletto, 2022)

**Annexe 2** : Sol saturé en eau lors des prélèvements de terre avant pâturage sur l'essai A

**Annexe 3** : Fiche de notation de la structure du sol par horizon selon le test VESS

**Annexe 4** : Tranche de sol prélevée, après séparation des horizons 1 et 2 pour réaliser le test VESS après pâturage sur l'essai A

**Annexe 5** : Equations utilisées pour calculer les UF, le PDI et le BPR

**Annexe 6** : Tableau récapitulatif des variables utilisées
Introduction

L'agriculture fait face aujourd'hui à de nombreux défis, parmi lesquels le changement climatique occupe une place centrale. Celui-ci a des répercussions majeures sur la sécurité alimentaire, l'environnement, la biodiversité et la santé humaine (INRAE, 2025). L'évolution du climat modifie profondément les dynamiques agricoles, notamment à travers l'augmentation de la fréquence et de l'intensité des phénomènes météorologiques extrêmes : précipitations intenses, sécheresses sévères et évènements climatiques rares (Ministère de l'aménagement du territoire et de la décentralisation, 2025).

Ces changements climatiques se traduisent, entre autres, par une sécheresse agricole plus marquée, caractérisée par une baisse de l'humidité des sols. Celle-ci ralentit la croissance des cultures, diminue les rendements et fragilise les ressources fourragères nécessaires à l'alimentation du bétail. En moyenne, les pertes de rendement atteignent -20% pour l'orge, -19% pour le blé et -18% pour l'avoine (INRAE, 2025). Certaines cultures, comme la vigne, deviennent moins adaptées à certaines régions, tandis que d'autres, telles que le soja, s'implantent plus facilement grâce aux nouvelles conditions climatiques.

Face à ces évolutions, l'imprévisibilité des rendements fragilise la stabilité économique des exploitations agricoles. Les revenus deviennent plus variables, dans un contexte où les prix des matières premières sont déjà influencés par la production mondiale. Paradoxalement, l'agriculture subit les effets du changement climatique, tout en y contribuant, puisqu'elle représente une source importante d'émissions de gaz à effet de serre (INRAE, 2025).

Dans ce contexte, la transition agroécologique apparaît comme une piste majeure pour accompagner l'adaptation des systèmes agricoles. Elle vise à développer des pratiques plus durables, favorisant la résilience des exploitations face aux aléas climatiques et réduisant leur impact environnemental. La transition agroécologique se définit comme « un changement de modèle agricole pour mettre en œuvre les principes de l'agroécologie et répondre ainsi aux crises que traverse ce secteur » (Hazard et al., 2017).

Les exploitations d'élevage bovin figurent parmi les plus fragilisées. Depuis 2010, le cheptel bovin national a diminué d'environ 1,4 millions d'UGB (INSEE, 2024). Cette baisse est en partie due à une diminution des stocks fourragers, accentuée par les épisodes de sécheresse. Or, les besoins alimentaires des troupeaux restent constants toute l'année, ce qui oblige des éleveurs à recourir davantage à l'achat de fourrages extérieurs. Cette dépendance accrue fragilise l'autonomie fourragère des exploitations et peut compromettre leur viabilité économique.

Dans le même temps, certaines pratiques agricoles évoluent pour répondre aux enjeux environnementaux et climatiques. La Directive Nitrates impose par exemple l'implantation de Cultures Intermédiaires Pièges à Nitrates dans les zones vulnérables à la pollution de l'eau (DREAL Grand-Est, 2024). Mais ces couverts végétaux vont au-delà de leur rôle initial de protection de la qualité de l'eau : ils rendent de nombreux services écosystémiques, tels que la réduction de l'érosion, le stockage du carbone, la régulation des bioagresseurs ou encore l'amélioration de la structure des sols (Alletto, 2022). On parle ainsi de Cultures Intermédiaires Multi-Services.

Cependant, ces cultures sont le plus souvent non récoltées et donc peu valorisées économiquement. Leurs coûts d'implantation élevés, associés à l'incertitude de la levée en période sèche, constituent un frein important à leur adoption.
Dans ce contexte, le pâturage des cultures intermédiaires représente une opportunité intéressante pour les exploitations en polyculture-élevage. Cette pratique permet de produire du fourrage supplémentaire, d'améliorer l'autonomie alimentaire des troupeaux et de réduire les coûts liés à la récolte et au stockage. Elle facilite également la destruction des couverts, tout en optimisant leur valorisation. Toutefois, le pâturage doit être rigoureusement encadré, notamment en termes de chargement animal et de durée du pâturage, afin d'éviter les phénomènes de surpâturage.

L'objectif de ce mémoire est d'évaluer les services et disservices éventuels rendus par différents mélanges d'espèces implantés en interculture longue lorsqu'ils sont pâturés par des bovins. L'étude a été conduite dans le Nord-Comminges, en région Occitanie, un territoire marqué par une forte tradition de polyculture-élevage mais également confronté à une vulnérabilité accrue à l'érosion et aux aléas climatiques.

Ce mémoire s'articule en quatre parties : une synthèse bibliographique sur les couverts végétaux, leurs services et les éventuels impacts du pâturage ; une présentation du protocole expérimental ; une analyse des résultats obtenus et enfin une discussion des résultats et du protocole.
# I. Etat des lieux des performances des couverts végétaux pâturés

## I-1. Place des cultures intermédiaires

Les changements de pratiques agricoles importants, suite à la Seconde Guerre Mondiale, ainsi que la dépendance croissante aux engrais, aux pesticides et à d'autres intrants polluants, compromettent la durabilité des systèmes alimentaires et soulèvent des interrogations sur l'avenir des méthodes agricoles employées (Lobelle et al., 2008 ; Lemaire et al., 2013). En effet, de nombreux défis majeurs sont observés, parmi lesquels l'érosion des sols, pouvant impacter leur qualité (déplacement de particules fines : argiles, limons, matière organique), mais aussi la stabilité structurale des sols et la qualité de la biodiversité (Ministère de l'agriculture et de l'alimentation, 2019) ; l'augmentation de sécheresse à répétition, plaçant l'agriculture au cœur des débats sur la gestion des ressources en eau (Ministère de l'agriculture et de la souveraineté alimentaire, 2021) ; ou encore le déstockage de carbone (C) dans les sols suite à la diminution de matière organique (Pellerin et al., 2021). Selon l'Insee (2024), ces stocks sont estimés à 58,6 tonnes de C/ha dans les zones de grandes cultures et à 75,9 tonnes de C/ha dans les zones de prairies dans les 30 premiers centimètres de profondeur.

La transition agroécologique s'impose alors comme un enjeu important, tant pour le secteur agricole que pour les politiques publiques. L'agroécologie est un système qui vise à intégrer et appliquer des concepts écologiques et sociaux à la conception de systèmes agricoles et alimentaires durables. Elle cherche à optimiser les interactions entre les plantes, les animaux, les Homme et l'environnement (FAO, 2025).

Parmi les pratiques agroécologiques, l'implantation de couverts végétaux se distingue par ses nombreux atouts, tant sur le plan agronomique et pédologique que d'un point de vue environnemental et économique (Chambre d'agriculture France, 2024). Ces couverts se déclinent en différentes dénominations :

- Les Cultures Intermédiaire Piège à Nitrate – CIPAN – qui présentent un intérêt agronomique en limitant le lessivage des nitrates et en luttant contre l'érosion des sols (Chambre d'agriculture de Normandie, 2024) ;

- Les Cultures Intermédiaires à Vocation Energétique – CIVE – qui permettent non seulement de maintenir la couverture du sol mais aussi de sécuriser l'approvisionnement des méthaniseurs (Ministère de l'agriculture et de la souveraineté alimentaire, 2014) ;

- Les cultures dérobées, destinées à être récoltées et valorisées (Chambre d'agriculture France, 2024) ;

- Les couverts d'intérêt floristique ou faunistique qui visent à préserver la biodiversité (Chambre d'agriculture Hauts-de-France, 2013) ;

- Et les Cultures Intermédiaires Multi-Service – CIMS.

Ces dernières désignent les cultures implantées entre la récolte d'une culture principale et le semis de la suivante, sur une période variable, pouvant aller jusqu'à 8-9 mois. Elles rendent de nombreux services, c'est pourquoi elles sont qualifiées de Cultures Intermédiaires Multi-Service (Sudres et al., 2016). Les principaux effets recherchés des CIMS incluent la gestion de l'azote, la protection physique du sol, le stockage de carbone ainsi que la réduction des bioagresseurs (Justes et Richard, 2017). A l'échelle nationale, bien que la part des cultures intermédiaires reste
faible, elle connait une augmentation depuis 2001, atteignant 20% de la part des surfaces de
grande culture en 2017 (Ballot, 2022) et 27% en 2021 (Agreste, 2024). Leur mise en place est
encouragée par les conditionnalités aux aides de la Politique Agricole Commune – PAC – ainsi
que par les directives européennes notamment les « directives nitrates », qui imposent une
couverture des sols agricoles en Zone Vulnérable (Chambre d'agriculture France, 2024 ;
CERFRANCE Val de Loire, 2023).

Cependant, malgré ces incitations, le développement des CIMS reste limité sur le territoire. L'une
des principales raisons réside dans leur coût d'implantation, souvent supérieur aux bénéfices
économiques immédiats. En effet, le prix de l'engrais azoté reste généralement inférieur à
l'économie réalisée grâce à la réduction des apports d'azote, tandis que la gestion des CIMS et
le coût des semences représentent une charge importante. Ces coûts varient fortement selon la
famille botanique, allant en moyenne de 27 €/ha pour les Brassicacées à 100 €/ha pour les
Fabacées, pour un coût total estimé entre 30 et 150 €/ha (Meslier et al., 2014 ; Justes et al., 2017).
Plusieurs études ont également démontré que la rentabilité des CIMS est très variable : selon
Holman et al. (2018), seules les plantations à faible coût de semence et à forte production de
biomasse se révèlent viables économiquement.

Ainsi, les services écosystémiques rendus par les CIMS ne sont pas toujours immédiatement
perceptibles d'un point de vue économique. Toutefois, lorsqu'elles sont utilisées comme fourrage
pour le bétail, certains cultures intermédiaires permettent d'améliorer l'autonomie fourragère des
exploitations et de renforcer leur résilience face aux variations climatiques (FiBL, 2024). Pour
être intéressante, une culture intermédiaire doit donc produire suffisamment de fourrage tout en
limitant ses charges d'implantation.

En interculture longue, caractérisée par une semis en automne et une récolte au printemps, la
production moyenne de biomasse atteint 3,37 t/ha, avec des variations importantes allant de 1,67
à 6,30 t/ha (Ruis et al., 2019). Cette variabilité s'explique par plusieurs facteurs : la saisonnalité,
le climat, la localisation géographique ainsi que les pratiques de gestion du sol. Ainsi les couverts
semés et récoltés durant l'été présentent généralement des rendements plus faibles, illustrant
l'importance des conditions climatiques sur la production. Malgré ces fluctuations, les CIMS
représentent un apport de fourrage non négligeable, notamment en sortie d'hiver, lorsque les
ressources disponibles sont souvent limitées.

I-2. Valeur nutritionnelle des couverts

Les Brassicacées, une famille qui comprend des espèces comme le colza fourrager, le chou
et le navet fourrager, constituent un excellent modèle pour les cultures intermédiaires grâce à leur
croissance rapide, leur forte production de biomasse et leur valeur nutritive élevée (Sun et al.,
2012). Ces plantes se distinguent par une digestibilité de leur matière sèche - MS - variant entre
0,81 et 0,89 et une énergie métabolisable - EM - de 12,1 à 14,1 MJ/kg MS, des valeurs
supérieures à celles de la plupart des pâturages à base d'herbes ou de légumineuses (Barry, 2013).
Cependant, les Brassicacées présentent une teneur élevée en soufre et en glucosinolates, dont une
consommation excessive peut nuire à la santé et à la production animale. Les glucosinolates
peuvent induire des carences nutritionnelles et provoquer des hypertrophies du foie, des reins et
de la thyroïde, à des niveaux plus ou moins élevés (Tripathi et Mishra, 2007). Barry (2013) a
montré que lorsqu'elles sont données seules en fourrage, les Brassicacées entrainent souvent une
croissance plus lente chez les ruminants que celle attendue. Ainsi, l'inclusion de Brassicacées
dans un couvert plurispécifique pourrait être une option plus intéressante, en raisonnant leur proportion dans le couvert.

Les Fabacées, telles que le trèfle, le sainfoin, la luzerne ou la féverole, présentent l'avantage d'une teneur élevée en protéines, elles sont ainsi particulièrement efficaces pour enrichir le sol en azote (Chambre d'agriculture France, 2014). Elles ont aussi l'avantage d'être généralement bien acceptées par le bétail. Cependant, elles sont plus fragiles que l'herbe une fois récoltée, difficiles à conserver sous forme d'ensilage et présentent un risque élevé de gonflement chez les animaux (Phelan et al., 2015).

Enfin, les Poacées, une autre grande famille végétale utilisée dans les couverts, possèdent un réseau racinaire dense, permettant une capture efficace des nutriments, facilitant leur disponibilité pour la culture suivante (Chambre d'agriculture France, 2014).

Les Poacées offrent des valeurs nutritives qui varient en fonction du stade de développement de la plante. A l'état végétatif, elles possèdent une forte teneur en azote et une digestibilité élevée (Carrère et al., 2010). Cependant, au fur et à mesure de leur développement, leur digestibilité diminue, tandis que la teneur en fibres augmente. Ces fibres sont crucales pour la nutrition des ruminants, contribuant au maintien de leur santé ainsi qu'à la stimulation de la rumination (Banakar, 2018).

Au final, une grande variété d'espèces peut être utilisées comme CIMS, ces derniers pouvant être mono ou pluri-spécifiques (Sudres et al., 2016). Le choix dépend des objectifs de l'agriculteur. Au total, une quarantaine d'espèces sont reconnues comme cultures intermédiaires. Parmi celles-ci figurent la moutarde, peu coûteuse, l'avoine ou encore la phacélie, qui, en plus de contribuer au piégeage de l'azote, joue un rôle important dans la rupture de certains cycles de maladies (Chambre d'agriculture Vienne, 2016).

L'ingestion de fourrage est exprimée en fonction du poids métabolique (PV) et varie donc fortement selon le type et le format de l'animal. Trois animaux de référence ont donc été définis afin de définir la quantité de MS volontairement ingérée, dont 2 pour les bovins (Baumont et al., 2004) :

-95 g MS/kg PV pour un bovin standard

-140 g MS/kg PV pour une vache laitière

Selon le livre de l'Alimentation des ruminants (INRAE, 2018), les besoins alimentaires des bovins varient selon le type de production (lait, viande, élevage), de la conduite d'élevage, de l'âge et de la race de l'animal. Ces paramètres permettent d'estimer les besoins en énergie (Unité Fourragère Laitière - UFL, ou Unité Fourragère Viande - UFV), en protéines (Protéines Digestibles de l'Intestin - PDI) et la capacité d'ingestion - CI - exprimée en unité d'encombrement - UE - qui mesure la quantité de fourrage à ingérer lorsque celui-ci est distribué à volonté.

Toujours d'après le livre rouge de l'Alimentation des ruminants (INRAE, 2018), les besoins énergétiques des vaches au pâturage sont de 7,6 UFL/j auxquels s'ajoutent 0,42 UFL/j de lait. Les besoins en protéines sont de 612 g de PDI/VL/j auxquelles s'ajoutent 48 g PDI/kg de lait.

## I-3. Impact du pâturage sur les couverts d'interculture

Le pâturage est une méthode de gestion durable des espaces, adaptée à des objectifs de
préservation et de restauration de la biodiversité, tout en conciliant des objectifs écologiques, économiques et agronomiques. C'est un mode d'alimentation économe, pratiqué par presque tous les systèmes d'élevage sur des surfaces plus ou moins mécanisables et des durées très variables (Pflimlin et al., 2001).

Lorsque le pâturage est appliqué aux couverts d'interculture, il peut être perçu comme un processus à double sens, influençant à la fois le sol, les rendements agricoles et la production animale. Toutefois, cette pratique nécessite une gestion rigoureuse, car un pâturage intensif peut avoir des effets négatifs sur les plantes et le sol et ainsi nuire aux rendements des cultures (Planisich et al., 2020).

## I-3-1. Effet du pâturage sur la végétation

Le pâturage joue un rôle important dans la diversité floristique des prairies. En éliminant les espèces les plus compétitives, il favorise l'établissement de plantes moins dominantes, enrichissant ainsi la biodiversité végétale (Marion, 2011). En effet, le comportement de pâturage du bétail n'est pas homogène mais plutôt inégal : certaines zones sont broutées de manière intensive, ce qui privilégie les espèces à croissance rapide et exigeantes en luminosité, tandis que d'autres, moins pâturées, servent de refuge aux espèces à croissance plus lente et mieux adaptées à l'ombrage (Gaujour et al., 2011). De plus, l'impact du piétinement sur la végétation peut également favoriser certaines espèces, comme celles possédant des stolons ou des rhizomes, adaptées pour résister à ce phénomène (Probo et al., 2025). Le pâturage a donc un effet significatif sur la production des couverts végétaux, en influençant le développement de la végétation.

Cependant, l'impact du pâturage sur la végétation dépend fortement de la gestion et de l'intensité du pâturage. Plus la charge animale est élevée, plus la production végétale est réduite (Sabir et al., 2021). Les herbivores influencent directement le recouvrement végétal, c'est-à-dire la proportion de sol couvert par les prairies aériennes des plantes, un facteur essentiel pour la protection du sol contre l'érosion. Par le biais du broutage et du piétinement, une pression de pâturage excessive peut entraîner une dégradation de cette couverture végétale, réduisant ainsi la capacité des plantes à se régénérer et favorisant l'érosion des sols (Sabir et al., 2012).

Ainsi comme le montre l'étude de Blanco-Canqui et al. (2020), un pâturage sans restriction sur les terres cultivées peut avoir des effets négatifs sur les propriétés du sol et sur la production agronomique. En revanche, un pâturage modéré et à court terme ne représente pas nécessairement ces effets délétères, soulignant l'importance d'une gestion appropriée pour optimiser les bénéfices écologiques et agronomiques du pâturage.

## I-3-2. Effet du pâturage sur les éléments nutritifs

Le pâturage des couverts végétaux a un impact direct sur le cycle des éléments nutritifs. En effet, les animaux prélèvent des nutriments des plantes et en restituent une partie, tout en modifiant leur composition chimique, sous une forme plus rapidement disponible pour la plante (Vasseur, 2021). Ce processus peut notamment affecter la concentration en carbone du sol, à travers plusieurs mécanismes tels que l'élimination de la biomasse, l'ajout de fumier ou encore le piétinement des résidus (Rakkar et Blanco-Canqui, 2018). D'après un article retraçant les résultats d'un certain nombre d'études, il a été observé que, dans 70% des cas (7 études sur 10), le pâturage n'altère pas la concentration de carbone organique du sol – COS. Cependant, dans les 3 études restantes, le COS était réduit de 16 à 28% par rapport aux conditions sans pâturage,
principalement en raison de l'intensité et de la durée de ce dernier (Blanco-Canqui et al., 2023). Une autre étude réalisée dans le Dakota a montré une diminution significative du COS après 90 jours de pâturage, avec une perte de 40 à 60% de la quantité initiale (Tobin et al., 2020). Il semble que la pression exercée par le pâturage soit un facteur déterminant : une pression élevée conduit à une exportation de carbone et à une réduction de ce carbone dans le sol. Toutefois, il est important de noter qu'il manque encore d'études concernant l'impact du pâturage à long terme, en particulier avec des bovins, la majorité des études étant réalisées à court terme sur des ovins.

Une étude menée par Ryden et al. (1984) a montré que la lixiviation de l'azote sous une prairie pâturée est plus faible que sous des parcelles de grandes cultures. Ce phénomène de lessivage est particulièrement préoccupant en raison de son rôle dans l'augmentation des concentrations de nitrates dans les eaux souterraines et les eaux de ruissellement (Ascott et al., 2017). Pour limiter cette lixiviation, les couverts végétaux, initialement conçus comme CIPAN jouent un rôle crucial. Ces cultures, qui visent à transformer l'azote en matière organique, sont généralement implantées durant la période hivernal (Chambre d'agriculture Bretagne, 2016). Il a été prouvé que, quelle que soit la nature du couvert (légumineuse, mélange de légumineuses ou non légumineuse), le lessivage de l'azote est réduit (Abdalla et al., 2019). Cependant, l'effet du pâturage sur ce processus varie considérablement en fonction de la pression exercée sur la culture intermédiaire. Une étude menée sur neuf ans par Assmann et al. (2014) a révélé que, lorsque la pression de pâturage est faible ou modérée (couvert de 20 à 40 cm de hauteur), il n'y a pas d'impact sur le stock d'azote dans le sol. En revanche, une pression de pâturage élevée avec un couvert maintenu à 10 cm de hauteur, entraine une diminution de ce stock.

Le soufre est un élément essentiel tant pour les plantes que pour les animaux (Niknahad et al., 2007). Concernant l'alimentation des ruminants, le soufre est indispensable à la synthèse des acides aminés soufrés dans le rumen, tels que la méthionine et la cystéine. Ces acides aminés sont essentiels à la croissance et à la production des animaux (Cinq-Mars, 2001). Cependant, malgré son importance, peu d'études ont examiné l'impact du pâturage sur le soufre du sol.

### I-3-3. Effet du pâturage sur l'activité biologique du sol

L'activité biologique du sol désigne l'ensemble des processus métaboliques des organismes vivants dans le sol, impliquant la transformation de matière et d'énergie (Bachelier, 1973). Elle constitue ainsi un bon indicateur de la santé du sol. Cette activité biologique peut être estimée via la biomasse microbienne ou bien les fractions de carbone labiles. Le carbone oxydable par permanganate – POXC – est un test permettant de mesurer ce carbone « labile », c'est-à-dire le carbone facilement minéralisable, qui constitue une source de carbone pour les plantes (Woodings et Margenot, 2023).

Une étude menée dans le Sud des Etats-Unis a montré que les couverts d'interculture n'avaient pas d'effet ou avaient un effet positif sur le POXC dans la couche superficielle du sol (10 cm, Decker et al., 2022). Il existe également une forte corrélation positive entre le COS et le POXC jusqu'à une profondeur de 15 cm, ces facteurs étant particulièrement sensibles à la gestion du sol, même à court terme.

Les intercultures contribuent à augmenter l'abondance, l'activité et la diversité des
microorganismes du sol (Kim et al., 2020). A l'inverse, l'activité des microorganismes impliqués dans la dégradation de la matière organique – MO – en composés inorganiques assimilables détermine les ressources disponibles pour les plantes (Drut, 2020). La sélection des espèces végétales est également un facteur clé du microbiome du sol. Par exemple, le colza, qui appartient à la famille des Brassicacées et ne forme pas de mycorhizes, favorise le développement spécifique de champignons à vésicules et à arbuscules (Vierheilig et al., 2000). Ces (micro)organismes assurent des services écosystémiques vitaux, tels que la décomposition de la MO, le cycle des nutriments et le maintien de la structure du sol (Gentsch et al., 2020).

Les vers de terre sont également des bons indicateurs de l'activité biologique des sols et donc de la santé des sols. Leur activité, notamment la décomposition de la litière, la création de galeries et d'agrégats, a un effet majeur sur la croissance des plantes, l'agrégation et la porosité du sol (Brown et al., 2020). Une méta-analyse réalisée par Van Groenigen et al. (2014) a montré que la présence de vers de terre dans les agrosystèmes augmentait le rendement des cultures et la biomasse aérienne respectivement de 25% et 23%. Cependant, peu d'études ont été réalisées sur l'impact du pâturage sur ces populations de vers de terre.

Il existe également peu de recherches sur l'impact du pâturage sur la fraction labile de carbone dans le sol et sur le cycle du carbone en général (Chabbi et al., 2020). D'après Franzluebbers et Stuedemann (2015), le pâturage pourrait également augmenter la fraction de carbone biologiquement active dans les premiers centimètres du sol. Toutefois, les études disponibles sont limitées et les résultats varient considérablement.

### I-3-4. Effet du pâturage sur la compaction du sol

Le tassement des sols est l'une des principales causes de dégradation des sols agricoles. Cette compaction résulte d'une modification de la structure du sol, entraînant une réorganisation des éléments qui le composent (Roger-Estrade, 2011). Lorsque le sol se compacte, la densité apparente augmente, tout comme la résistance à la pénétration, ce qui réduit l'infiltration de l'eau, la macroporosité du sol et les échanges d'air et de chaleur (Greenwood et McKenzie, 2001). Pour lutter contre ce phénomène, les couverts végétaux sont souvent proposés comme une solution. Leur système racinaire contribue à décompacter et structurer le sol, réduisant ainsi sa densité apparente et sa résistance.

Malgré tout, le pâturage de ces cultures intermédiaires peut entraîner un effet inverse, en aggravant la compaction du sol due au piétinement des animaux (Simon et al., 2014). En effet, une vache immobile peut exercer une pression de 0,1 à 0,2 MPa, tandis qu'une vache en mouvement peut atteindre une pression de 0,2 à 0,4 MPa (Greenwood et McKenzie, 2001). La plupart des études sur ce sujet ont été menées aux Etats-Unis sur du pâturage d'ovins. Sur 11 études, 6 ont montré une augmentation de la densité apparente du sol de 4 à 18%, tandis que les 5 autres n'ont observé aucun changement. En moyenne, le pâturage a augmenté la densité du sol et sa résistance dans environ 55% des cas (Blanco-Canqui et al., 2023). Toutefois, ces augmentations ne dépassent généralement pas les seuils critiques pouvant limiter la croissance des racines : 1,80 g/cm³ pour les sols sablonneux, 1,65 g/cm³ pour les sols limoneux et 1,47 g/cm³ pour les sols argileux (USDA Natural Resources Conservation Service, 2008).

Une étude menée dans un système de coton en Alabama (Etats-Unis) a également montré que le pâturage bovin induisait une compaction limitée à la surface du sol, à une profondeur maximale de 15 cm (Franzluebbers et Stuedemann, 2015). Cela suggère que l'impact du pâturage sur la compaction est principalement superficiel.
Ainsi, bien que le pâturage puisse entrainer une compaction du sol, son impact n'est pas systématiquement négatif. Il dépend fortement de la durée du pâturage, de l'intensité du piétinement et du poids des animaux, des facteurs qui influencent les résultats observés.

### I-3-5. Effet du pâturage sur la structure du sol

La stabilité des agrégats du sol est un indicateur important de la sensibilité du sol à l'érosion. Une faible stabilité peut entrainer une perte de matière par érosion hydrique ou éolienne (Barthès, 2001). L'étude de la stabilité des agrégats permet donc de suivre les changements dans la structure du sol au fil du temps (Maughan et al., 2009).

Les cultures intermédiaires ont une action de protection de la structure du sol sur les 10 premiers centimètres. Ils améliorent ainsi l'infiltration de l'eau et limitent les phénomènes d'érosion (Chambre d'agriculture Hautes-Pyrénées, 2014). Sur 98 publications évaluées par Blanco-Canqui et Ruis (2020), les couverts ont amélioré en moyenne de 16% la stabilité des agrégats humides et n'ont pas eu d'impact sur les agrégats secs.

Lors du pâturage, le piétinement des animaux et le dépouillement de la végétation peuvent affecter cette stabilité. En zone sèche, le piétinement brise les agrégats stables, tandis qu'en zone humide il les rebroie, ce qui dégrade la structure du sol (Blanco-Canqui et al., 2023). Cependant, la littérature sur les impacts du pâturage sur la stabilité des agrégats est limitée. En effet, seulement cinq études ont abordé cette question, dont quatre n'ont observé aucun effet. Une étude suggère néanmoins qu'en zone humide, le pâturage pourrait améliorer la stabilité des agrégats, rendant le sol plus solide et plus dense que dans les sols non pâturés (Bonetti et al., 2019).

### I-3-6. Effet du pâturage sur la culture suivante

Blanco-Canqui et al. (2023) ont analysé 14 études sur l'impact du pâturage sur les rendements des cultures principales. Sur ces 14 études, 9 ont montré que le pâturage n'affectait pas les rendements ultérieurs, tandis qu'une étude a révélé une augmentation du rendement et que les 4 études restantes ont montré des résultats mitigés, aussi bien négatifs que positifs pour le rendement. Une étude à l'échelle mondiale menée par Peng et al. (2024) a mis en évidence que l'utilisation de couverts végétaux favorisait, en moyenne, une augmentation de 2,6% des rendements des cultures principales. Cependant, cet impact varie considérablement selon la nature du couvert. Les légumineuses, en particulier, ont montré un potentiel de rendement supérieur, avec une augmentation de 9,8%. En revanche, l'utilisation de cultures autre que les légumineuses semblait nuire aux rendements.

D'autres recherches ont produit des résultats plus variables. Par exemple, Tonitto et al. (2006) ont observé une diminution de 10% du rendement lorsque les légumineuses étaient utilisées comme culture intermédiaire. D'autres études, comme celle de Coombs et al. (2017), ont démontré que des légumineuses comme la luzerne et le trèfle rouge avaient un impact positif sur les rendements du maïs.

Bien que le pâturage puisse offrir des avantages pour la production végétale future, il reste un domaine sous-exploré, avec un nombre d'études encore insuffisants (Franzluebbers et Stuedemann, 2025). Les effets du pâturage peuvent varier d'une année à l'autre, et les changements dans la fertilité du sol ainsi que les fluctuations de la teneur en eau pendant le pâturage peuvent également influencer les rendements des cultures suivantes (Blanco-Canqui,
2023). De plus, à l'heure actuelle la majorité des études recensées se focalisent sur le pâturage des ovinés.

# I-4. Présentation du site d'étude

## I-4-1. Projet COTERRA

Le projet COTERRA – Concertation à l'échelle du TERRitoire pour l'Agroécologie – a vu le jour en 2019 dans le but de fédérer les acteurs locaux autour des enjeux environnementaux et agricoles. Ce projet a permis le lancement, à la fin de l'année 2022, de travaux spécifiques, coordonnés par l'UMR DYNAFOR de Toulouse. L'objectif principal de ces travaux est de soutenir l'évolution des pratiques agricoles en favorisant l'autonomisation des exploitations dans le cadre de la transition agroécologique. En parallèle, il s'agit également de renforcer les synergies entre les activités agricoles de culture et d'élevage, particulièrement sur le territoire du Nord-Comminges (Projet COTERRA, 2024).

## I-4-2. Territoire du Nord-Comminges

Le territoire du Nord-Comminges se situe au piémont pyrénéen, dans la région Sud de la Haute-Garonne (Figure 1).

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Figure 1 : Localisation géographique du Comminges par rapport à Toulouse</figcaption></figure>

Cette zone d'étude est caractérisée par un paysage agricole marqué par une forte tradition de polyculture-élevage. En effet, le Sud de la Haute-Garonne est largement dominé par l'élevage, représentant la deuxième activité agricole de la région (DRAAF Occitanie, 2023), avec des filières animales réputées pour leur qualité, telles que le veau sous la mère ou le porc noir de Bigorre (Cœur et Coteaux de Comminges, 2023).
Les principales cultures agricoles de ce département comprennent le tournesol, qui couvre 15% de la surface agricole utile - SAU -, suivi par le blé dur (14%), le soja (13%) et le sorgho (1,5%) (DRAAF Occitanie, 2023). Ces grandes cultures occupent environ 56% des exploitations agricoles (DRAAF Occitanie, 2023), et se caractérisent principalement par des cultures de printemps. Cette dynamique agricole favorise le développement d'intercultures longues, particulièrement adaptées au climat doux de la région, ce qui permet une production de biomasse importante, suite à l'hiver.

Le Nord-Comminges se distingue ainsi par une agriculture combinant polyculture et élevage, avec un développement important du pâturage et de l'implantation d'intercultures longues. Cependant, comme le soulignent les études précédemment évoquées, les effets du pâturage dans les couverts végétaux demeurent variables. Les résultats observés dépendent de nombreux facteurs, tels que les modalités de gestion du pâturage (animaux, intensité, durée), la nature des espèces végétales pâturées, la qualité du sol, la localisation des parcelles, ainsi que les conditions climatiques spécifiques à chaque saison.

Les études sur l'influence du pâturage bovin sont peu nombreuses et n'amènent pas à un consensus scientifique. Il est donc compliqué d'estimer les impacts, positifs ou négatifs, du pâturage de couverts végétaux sur les services écosystémiques (Annexe 1) :

- Service d'approvisionnement : fourniture de fourrage en quantité et en qualité ;

- Service de soutien : piégeage et fixation de l'azote, structuration et stabilisation du sol, limite l'érosion ;

- Service de régulation : stockage du carbone, régulation des adventices, maintien des microorganismes (Alletto, 2022).

L'objectif principal est de caractériser le comportement agronomique de différents couverts sous l'influence du pâturage, au travers une diversité d'indicateurs de la fertilité des sols et de la qualité des végétaux.

Le but de cette étude est donc d'apporter des éléments de réponse à la question suivante : **Quels sont les services et disservices associés au pâturage de bovins sur des couverts plurispécifiques en interculture longue sur le territoire du Nord-Comminges ?**

Les hypothèses formulées sont les suivantes :

- **Hypothèse 1** : Le couvert végétal en interculture de rente offre une nouvelle source de fourrage valorisable pour les bovins à une période où les prairies ne sont pas exploitables, permettant de favoriser l'autonomie des exploitations agricoles ;

- **Hypothèse 2** : Le mélange d'espèces dans le couvert végétal favorise l'apport et le maintien des éléments nutritifs au sol, de par son effet « piège à nitrate » et fixation symbiotique grâce aux légumineuses ;

- **Hypothèse 3** : Le pâturage intensif des couverts végétaux provoque une compaction du sol plus importante qu'un pâturage extensif.

Pour cela, différents couverts plurispécifiques vont être étudiés, sous l'influence de deux modalités de pâturage, à faible et fort chargement.

Ces couverts ont été construits en concertation avec les agriculteurs participant au projet, afin de répondre du mieux possible aux objectifs de valorisation alimentaire, mais aussi de stabilisation de la structure du sol. Afin d'étudier leur performance, différentes variables ont été testées sur le sol et les plantes, permettant d'estimer la fertilité du sol, sa compaction, ou encore la production de biomasse avant et après pâturage.
# II. Matériel et Méthode

## II-1. Présentation des sites expérimentaux

Dans le but de répondre à cette problématique, quatre parcelles situées dans le Nord-Comminges (Figure 2) ont été étudiées depuis septembre 2023. Ces parcelles sont implantées au sein de deux exploitations en polyculture-élevage, chacune présentant des systèmes de gestion différents.

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Figure 2 : Localisation géographiques des deux parcelles d'essai</figcaption></figure>

Sur chaque essai, 2 parcelles ont été étudiées, une pendant la campagne 2023-2024 et l'autre sur la campagne 2024-2025.

L'essai A, situé à Saint-Médard (31360), est conduit en agriculture biologique. Il accueille un troupeau de 75 vaches laitières de race Prim'Holstein, dans un système de pâturage tournant-dynamique. Ce mode de gestion implique une rotation fréquente des animaux, avec un temps de pâturage moyen de deux jours sur chaque bloc (Figure 3). Les parcelles reçoivent régulièrement des apports d'amendements organiques, sous forme de fumier ou de déjections directement restituées lors du pâturage. Le second essai, nommé essai B, localisé à Saman (31350), repose sur un système de pâturage plus extensif. Le troupeau, composé de 11 vaches allaitantes de race Angus, évolue en pâturage libre sur les parcelles durant une période de 1 à 3 mois.

Pour les deux essais, les sols n'ont pas été labourés depuis au moins 2019, ce qui permet d'évaluer l'impact du pâturage sur la structure et la fertilité des sols. De plus, les parcelles sont relativement planes, avec une pente d'environ 4%.

D'après les données obtenues sur l'année 2024, les deux essais expérimentaux sont sur des sols loam, loam-limoneux, loam argileux ou loam limono-argileux d'après la classification de l'USDA.

## II-2. Présentation du plan expérimental

Les couverts étudiés sont des mélanges plurispécifiques, intégrant systématiquement au moins une espèce de Poacées, de Fabacées et de Brassicacées. Ce choix repose sur la complémentarité de ces trois familles végétales, qui contribuent aux services écosystémiques recherchés.

Pour chaque dispositif expérimental, les parcelles ont été divisées en cinq blocs randomisés, eux-mêmes subdivisés en trois sous-parcelles d'environ 800 m² chacune. Au total, 15 sous-parcelles ont été mises en place, avec trois modalités de couverts différentes répétées sur chaque bloc (Figure 3).
<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 3 : Plan expérimental des parcelles d'essai A (a) et B (b) de l'année 2025</figcaption></figure>

Deux de ces modalités sont communes aux deux essais expérimentaux (A et B), tandis que la troisième est spécifique à chacun : l'essai A est ensemencé en prairie permanente, alors que l'essai B est couvert de blé tendre (Tableau 1). La quantité de colza fourrager a été diminuée par rapport à la campagne 2023-2024 (de 3 à 1 kg/ha), ce dernier ayant pris le dessus sur toutes les autres espèces.

Les semis ont été réalisés en septembre 2023 et 2024, après un travail superficiel du sol, et toutes les semences ont été semées à une profondeur homogène. Une fois en place, les couverts ont été laissés sans aucune intervention mécanique ou de fertilisant, du développement du couvert jusqu'à la fin du pâturage.

<table><thead><tr><th>Modalité</th><th>Espèce</th><th>Variété</th><th>Dose de semis (kg/ha)</th><th>Famille botanique</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="5">Couvert 1<br>Essais A & B</td><td>Colza fourrager</td><td>Wilma</td><td>3 puis 1</td><td>Brassicacées</td></tr><tr><td>Radis Fourrager</td><td>Triangel</td><td>0,5</td><td>Brassicacées</td></tr><tr><td>Triticale</td><td>Lumaco</td><td>80</td><td>Poacées</td></tr><tr><td>Trèfle incarnat</td><td>Cegalo</td><td>10</td><td>Fabacées</td></tr><tr><td>Phacélie</td><td>Maja</td><td>0,5</td><td>Hydrophyllacées</td></tr></tbody></table>
<table><caption>Tableau 1 : Composition des couverts semés pour les parcelles d'essai A et B</caption><tbody><tr><td rowspan="5">Couvert 2<br>Essais A & B</td><td>Colza fourrager</td><td>Wilma</td><td>3 puis 1</td><td>Brassicacées</td></tr><tr><td>Avoine noire</td><td>Black Haras</td><td>15</td><td>Poacées</td></tr><tr><td>Féverole d'hiver</td><td>Naïrobi</td><td>40</td><td>Fabacées</td></tr><tr><td>Vesce commune d'hiver</td><td>Rubis</td><td>8</td><td>Fabacées</td></tr><tr><td>Vesce commune de printemps</td><td>Nacre</td><td>8</td><td>Fabacées</td></tr><tr><td rowspan="5">Couvert 3<br>Essai A</td><td>Colza fourrager</td><td>Wilma</td><td>3 puis 1</td><td>Brassicacées</td></tr><tr><td>Moutarde blanche</td><td>Architect</td><td>6</td><td>Brassicacées</td></tr><tr><td>Seigle lignée</td><td>Rubin</td><td>30</td><td>Poacées</td></tr><tr><td>Trèfle d'Alexandrie</td><td>Lorena</td><td>6</td><td>Fabacées</td></tr><tr><td>Trèfle incarnat</td><td>Cegalo</td><td>10</td><td>Fabacées</td></tr><tr><td rowspan="7">Couvert 4<br>Essai B</td><td>Colza fourrager</td><td>Wilma</td><td>3 puis 1</td><td>Brassicacées</td></tr><tr><td>Blé</td><td>Semence fermière</td><td>30</td><td>Poacées</td></tr><tr><td>Orge</td><td>Semence fermière</td><td>30</td><td>Poacées</td></tr><tr><td>Brome Cathartique</td><td>RGT Ombel</td><td>20</td><td>Poacées</td></tr><tr><td>Brome sitchensis</td><td>Verlica</td><td>20</td><td>Poacées</td></tr><tr><td>Trèfle blanc nain</td><td>Avalon</td><td>5</td><td>Fabacées</td></tr><tr><td>Vesce commune d'hiver</td><td>Rubis</td><td>15</td><td>Fabacées</td></tr></tbody></table>

Comme pour l'année 2024, le pâturage a eu lieu tardivement (fin mars/mi-avril), en raison de conditions météorologiques particulièrement pluvieuses, avec un excédent de 55 mm d'octobre 2023 à mars 2024 par rapport à la moyenne 2002-2022 et un mois de septembre 2024 ayant connu d'importantes précipitations, saturant les sols dès le début de l'hiver (MétéoFrance, 2024 ; Annexe 2). Sur les parcelles de l'essai A, le pâturage a eu lieu entre le 21 et le 26 mars en 2024 et entre le 8 et le 13 avril pour l'année 2025, à raison d'un bloc par jour. Les parcelles B a été pâturée pendant un mois, du 20 mars au 22 avril en 2024 et entre le 20 mars et le 18 juin pour l'année 2025, en pâturage libre.

## II-3. Méthodes de mesure et acquisition des données

Les mesures réalisées sur les parcelles visent à évaluer les performances des différentes modalités sur les services écosystémiques étudiés. Pour cela, deux campagnes de prélèvement ont été menées, avant et après pâturage, afin d'établir un état initial et de quantifier l'impact de cette pratique sur les couverts. En complément, une campagne préliminaire a été réalisée entre décembre et janvier, uniquement pour le suivi de la biomasse.

Sur chaque sous-parcelle de 800 m², deux points de mesure ont été réalisés à des emplacements distincts, suffisamment éloignés, afin d'avoir une représentativité globale de la parcelle. Ce compromis permet d'obtenir des résultats pertinents sans rendre la prise de mesure trop chronophage (temps, main d'œuvre).

### II-3-1. Mesure sur les plantes

Le suivi des plantes permet d'analyser l'évolution du couvert au fil du temps et d'identifier les espèces ou associations d'espèces les plus productives. Lorsque cela était possible, les adventices ont également été prises en compte, notamment dans l'évaluation de la biomasse aérienne. Toutefois, certaines familles n'ont pas été distinguées individuellement, comme les Graminées, qui ont été considérées comme un seul groupe sans différenciation spécifique, ou bien les différentes espèces de trèfle et de brome.

#### II-3-1-1. Prélèvement de la biomasse

Le prélèvement de la biomasse aérienne permet d'estimer la quantité de biomasse produite ainsi
que la quantité consommée par les bovins. Cela permet d'évaluer la ressource fourragère disponible.

L'évaluation de la biomasse aérienne repose sur l'utilisation de quadrats de 0,5 m², avec deux quadrats positionnés par sous-parcelle : l'un en haut et l'autre en bas de la sous-parcelle, afin d'obtenir un échantillon représentatif de la variabilité intra-parcellaire. Au total, 30 quadrats par campagne (avant et après pâturage) ont été prélevés pour chaque essai A et B et pour chaque année. Seules les parties aériennes des plantes ont été récoltées, incluant les adventices.

Les échantillons prélevés ont ensuite été séchés en étuve pendant 48h à 80°C. Les parties aériennes ont été pesées avant et après le passage à l'étuve afin d'estimer la biomasse en tonne de matière sèche. Elles sont ensuite broyées et analysées pour calculer la quantité d'éléments stockés par la biomasse (N, C et S).

En complément, des prélèvements de plantes entières ont été réalisées pour étudier la répartition de la biomasse entre la partie aérienne et le système racinaire. Environ cinq individus par espèce (hors adventice) ont été récoltés pour chaque sous-parcelle. Suite à cela, les parties aériennes et racinaires ont été séparées. Chaque fraction est passée à l'étuve, les racines pendant 48h à 80°C et les parties aériennes 72h à 60°C, puis pesée de nouveau (en frais puis en sec). Les parties racinaires sont ensuite broyées et analysées afin d'estimer les éléments stockés par les racines, tandis que les parties aériennes sont envoyées en laboratoire pour évaluer leur valeur alimentaire.

## II-3-1-2. Mesure des teneurs en azote, carbone et soufre

Les analyses des teneurs en azote (N) et en carbone (C) contenus dans les plantes ont pour objectif d'évaluer les services écosystémiques à travers l'activité biologique du sol ainsi que le potentiel de lixiviation de l'azote. Cela permet de suivre la consommation d'azote du sol par les plantes ainsi que la minéralisation de l'azote suite à la destruction des couverts.

Pour cela, les échantillons de biomasse végétale sont tout d'abord séchés en étuve pendant 48h à 80°C, puis broyés finement jusqu'à l'obtention d'une poudre fine et homogène.

Enfin, la concentration obtenue est multipliée par la quantité de biomasse sèche initiale (exprimée en t MS/ha) afin d'estimer la quantité totale d'éléments minéraux stockés dans les couverts végétaux.

Une fois les teneurs en N et en C déterminées, il est possible de calculer le rapport C/N, un indicateur essentiel dans l'évaluation du potentiel de minéralisation de l'azote dans le sol. Ce rapport, qui exprime la quantité relative de carbone dans le sol par rapport à celle d'azote, renseigne sur la capacité de la matière organique à se décomposer plus ou moins rapidement. En règle générale, plus le rapport C/N est élevé, plus la décomposition est lente et moins l'azote est rapidement disponible pour les plantes.

Pour aller plus loin dans l'estimation de la dynamique de restitution de l'azote, des équations issues de l'article de Justes et al. (2009) ont été adaptées et appliquées. Ces formules permettent d'estimer le taux d'azote minéralisé par unité de carbone à trois moments : 28, 84 et 168 jours après le pâturage, la pente et l'ordonnée variant selon les phases d'immobilisation et de minéralisation de l'azote :
$$ \text{Equation 1 : } N_{28} = C_{AP} * (0.70 * \frac{C}{N} - 36.49) $$

$$ \text{Equation 2 : } N_{84} = C_{AP} * (0.80 * \frac{C}{N} - 33.15) $$

$$ \text{Equation 3 : } N_{168} = C_{AP} * (0.72 * \frac{C}{N} - 26.57) $$

C<sub>AP</sub> : Quantité de carbone estimée après pâturage (g/ha)

N/C : Taux d'azote minéralisé par unité de carbone (mg N/g C)

N<sub>28</sub>, N<sub>84</sub> et N<sub>168</sub> : Quantité d'azote minéralisé au bout de 28, 84 et 168 jours respectivement (kg N/ha)

Ce choix méthodologique est dû à la présence des déjections animales, riches en azote, qui influencent fortement la restitution de l'azote, rendant la mesure directement après le pâturage peu représentative. De plus, les couverts restants sont détruits peu de temps après le pâturage et le sol est retravaillé, limitant la possibilité d'un suivi postérieur fiable.

## II-3-1-3. Estimation de la valeur alimentaire

Les parties aériennes des plantes entières ont été prélevées afin d'évaluer la qualité fourragère des couverts végétaux, et plus particulièrement leur digestibilité. Ces échantillons ont été séchés en étuve pendant 72h à 60°C. Cette température, plus faible que pour les parties racinaires, a été choisie afin de préserver au mieux l'intégrité des tissus végétaux, en limitant la dégradation des composés sensibles à la chaleur. Une fois séchés, les échantillons ont été envoyés pour analyse du laboratoire Inovalys, situé à Nantes (44). Les analyses réalisées permettent de caractériser la valeur nutritionnelle des couverts et incluent les paramètres suivants :

* La teneur en matières azotés totales (g/kg MS);

* La digestibilité de la cellulose (% MS);

* La concentration en sucrès solubles totaux (% MS);

* Les constituants pariétaux (g/kg MS);

* La teneur en matières minérales (g/kg MS);

* Et la teneur en cellulose brute (g/kg MS).

## II-3-2. Mesure sur le sol

### II-3-2-1. Analyse des reliquats azotés et de la granulométrie

Les reliquats azotés sont un très bon indicateur pour estimer la quantité d'azote minéral disponible dans le sol au début de la campagne, au moment du semis. Ils permettent également de mieux comprendre les dynamiques de croissance végétale observées par la suite. Dans ce cadre, deux campagnes de prélèvements ont été réalisées : la première au moment du semis, en septembre, et la seconde juste avant le pâturage, entre fin mars et début avril. Ce double relevé permet d'évaluer l'évolution de la teneur en azote au cours du temps, et ainsi d'estimer l'impact des couverts végétaux sur la capacité nutritive du sol. Parallèlement, des analyses de granulométrie ont été menées afin de caractériser la texture du sol. Cette dernière reflète la proportion relative des différentes tailles de particules qui la composent : les argiles (fines), les limons (intermédiaires) et les sables (grossières). Ces informations sont précieuses pour interpréter la capacité du sol à retenir
l'eau et les éléments minéraux. Par exemple, un sol sableux se draine plus rapidement qu'un sol argileux, ce qui peut influencer la disponibilité en azote et le comportement des couverts.

Pour ces analyses, des carottes de terre ont été prélevées à trois profondeurs différentes : 0-30 cm, 30-60 cm et 60-90 cm. Au total, sept prélèvements ont été réalisés pour chaque sous-parcelle, aux trois profondeurs. Les échantillons, placés dans des sacs hermétiques, ont été conservés au réfrigérateur avant leur envoi au laboratoire.

L'analyse des reliquats azotés a été effectuée par le laboratoire de l'unité AGIR de l'INRAE de Castanet-Tolosan (31). Les échantillons de sol ont été mis dans une solution de chlorure de potassium (KCl), permettant l'extraction des ions nitrates (NO₃⁻) et ammonium (NH₄⁺), dosés ensuite par spectrophotométrie. L'azote minéral total du sol correspond alors à la somme des concentrations de ces deux ions. Cette concentration est ensuite rapportée à l'hectare à l'aide de la densité apparente du sol à chaque horizon.

Concernant la granulométrie, des sous échantillons sont prélevés avant la mise en solution, afin de les analyser en laboratoire.

### II-3-2-2. Mesure du carbone labile et de la respiration basale

Le carbone labile est un indicateur clé de la fertilité biologique des sols. Il correspond à la fraction de carbone organique facilement oxydable, directement disponible pour les microorganismes du sol. Ce carbone, souvent associé à la matière organique, se dégrade rapidement et joue un rôle essentiel dans la libération des nutriments nécessaires à la croissance de la plante. Ainsi, le carbone labile permet indirectement d'estimer la quantité de MO stable présente dans le sol. Sa mesure repose sur la méthode POXC (Permanganate Oxidizable Carbon), qui consiste à évaluer la quantité de carbone oxydable par une solution de permanganate de potassium.

En complément, la respiration basale du sol permet d'évaluer l'intensité de l'activité biologique. Elle mesure la quantité de CO₂ émise par les microorganismes du sol lors de la décomposition de la matière organique. Plus cette activité est élevée, plus le sol est considéré comme biologiquement actif, ce qui favorise la minéralisation des nutriments.

Afin de réaliser ces analyses, des échantillons de sol ont été prélevés avant et après le pâturage. Les prélèvements ont été effectués entre 10 et 20 cm de profondeur, à raison de deux échantillons par sous-parcelle. Pour des raisons budgétaires, cela a été réalisé uniquement pour les blocs 1, 3 et 5. Les échantillons ont ensuite été conservés en chambre froide, afin de préserver leur qualité biologique jusqu'à l'analyse. L'ensemble des analyses de POXC et de respiration basale a été réalisé par le laboratoire Scop Sagne, situé à Péchaudier (81).

### II-3-2-3. Test bêche (VESS) et comptage de vers de terre

Le test VESS (Visual Evaluation of Soil Structure) est une méthode simple et rapide qui permet de caractériser la structure du sol sur les premiers centimètres de profondeur (0 à 20 cm). Il fournit des informations sur les horizons visibles du sol, sa porosité ainsi que sur sa friabilité, c'est-à-dire la facilité avec laquelle les agrégats se décomposent. Pour réaliser ce test, une tranche verticale de sol est extraite à l'aide d'une bêche, puis évaluée selon une grille de notation spécifique au test VESS (Annexes 3 et 4). Une note est ensuite attribuée à chaque horizon de chaque échantillon, reflétant l'état structural du sol.

En parallèle de ce test, un comptage de vers de terre est effectué. Ces organismes sont de bons
indicateurs de l'activité biologique du sol, leur présence et leur abondance traduisant un sol vivant, propice à la minéralisation des éléments nutritifs.

Ces deux mesures ont été réalisées avant et après le pâturage. Toutefois, sur certaines parcelles saturées en eau ou trop sèches, les conditions météorologiques rendaient impossible une réalisation fiable du test VESS.

### Il-3-2-4. Mesure de la densité apparente

La densité apparente, ou masse volumique, est un bon indicateur de la structure du sol. Elle renseigne sur la compaction et la rétention en eau du sol. La densité apparente permet aussi d'estimer la porosité du sol, qui est l'inverse de la compaction. Plus un sol est compact, plus les espaces entre les particules solides sont réduits, limitant ainsi la circulation de l'air et de l'eau, et plus la porosité sera faible.

$$ Masse volumique = \frac{Masse sol sec(g)}{Volume cylindrique (cm3)} $$

Avec le volume du cylindre égal à 250 cm³ et la masse volumique du solide égale à 2,65 g/cm³ (valeur standard pour les sols minéraux).

Les mesures ont été réalisées avant et après le pâturage. Pour chaque sous-parcelle, deux fosses ont été creusées, et dans chacune, des cylindres de terre de 250 cm³ ont été prélevés à deux profondeurs : 5 et 15 cm. Les échantillons ont ensuite été pesés à l'état frais, puis à l'état sec, après passage en étuve pendant 48h à 105°C.

### Il-3-2-5. Mesure de la stabilité structurale du sol: Slake Test

La stabilité structurale du sol renseigne sur la cohésion des agrégats, la stabilité du sol et donc la capacité du sol à résister aux dégradations comme l'érosion.

Cette stabilité est estimée à l'aide du Slake Test (Vanwindekens et Hardy, 2022), une méthode simple et visuelle qui consiste à immerger un échantillon de sol sec dans un volume d'eau et à observer la vitesse de dégradation de ses agrégats. Plus la structure du sol se décompose rapidement, plus cela révèle une faible stabilité et donc une forte sensibilité à l'érosion. Ce paramètre est influencé par l'activité biologique du sol : des substances comme la glomaline, produite par des champignons mycorhiziens, jouent un rôle dans l'agrégation du sol en agissant comme « colle naturelle ».

Pour réaliser ces analyses, des cylindres de sol de 8 cm de diamètre sur 8 cm de hauteur ont été prélevés à la surface du sol, dans une zone non compactée de chaque sous-parcelle, et ce à deux reprises : avant et après pâturage. Afin de préserver au mieux leur structure, les échantillons ont été conservés en chambre froide jusqu'à leur analyse.

Pour suivre l'évolution du décrochage de particules des échantillons au cours du temps, un dispositif automatisé a été conçu par l'équipe technique à l'aide d'un programme Arduino. Ce système immerge et retire les échantillons de sol dans l'eau selon des cycles réguliers pendant environ six heures. Il s'inspire du protocole développé par Vanwindekens et Hardy (2022). Les récipients d'eau sont pesés avant et après le test. Les échantillons ainsi que les particules détachées sont ensuite séchés à l'étuve pendant 48h, puis pesés.
## II-3-3. Analyse des données

Les données ont été analysées grâce aux logiciels Microsoft Excel 2019 et R Studio v.4.5.0. Des modèles linéaires ont été utilisés à l'aide du package « lme4 », afin d'estimer les variables les plus explicatives (Site, Année, Couvert, Parcelle, Bloc et campagne Avant ou Après pâturage) sur les différents services étudiés. La Parcelle et le Bloc sont des effets aléatoires et le Site, l'Année, le Couvert et la Campagne sont des effets fixes.

Des tests d'ANOVA et de Tukey ont été effectués, suite à la vérification des conditions nécessaires pour effectuer l'ANOVA (normalité des résidus, homoscédasticité) à la suite des modèles linéaires pour mettre en évidence les résultats significativement différents. Une ACP et une AFM ont également été réalisés à partir des packages FactoMineR et factoextra, suite au centrage et réduction des résultats.

Dans la suite de ce mémoire, les quatre couverts végétaux étudiés seront désignés par les appellations « Couvert 1 », « Couvert 2 », « Couvert 3 » et « Couvert 4 », pour faciliter la lecture des résultats. Chacune de ces modalités correspond à un mélange spécifique d'espèces dont voici la composition :

* **Couvert 1** : colza fourrager, radis fourrager, triticale, trèfle incarnat et phacélie

* **Couvert 2** : colza fourrager, avoine noire, féverole d'hiver, vesce commune d'hiver et vesce commune de printemps

* **Couvert 3** : colza fourrager, moutarde blanche, seigle lignée, trèfle d'Alexandrie et trèfle incarnat

* **Couvert 4** : colza fourrager, blé, orge, brome cathartique, brome sitchensis, trèfle blanc et vesce commune d'hiver

Les couverts 3 et 4 sont spécifiques aux essais A et B respectivement. Pour rappel, l'essai A correspond au pâturage intensif de 75 vaches laitières en pâturage tournant dynamique. L'essai B correspond au pâturage libre d'une dizaine de vache de race Angus.

# III. Résultats

## III-1. Ressources fourragères produite par les couverts

### III-1-1. Production de biomasse

La biomasse aérienne a été utilisée pour estimer la production des couverts (Figure 4). Avant pâturage, aucune différence significative de biomasse n'est observée entre les modalités (F = 0.78 et p = 0,60). Les valeurs varient de 2,5 t MS/ha (essai B de l'année 2025) jusqu'à 6 t MS/ha (essai A de l'année 2024). La quantité de biomasse produite en 2025 est plus faible que pour l'année 2025 (F = 47,9 et p < 0,001).

Sur l'essai A, la biomasse augmente significativement entre décembre et la période juste avant pâturage, puis diminue fortement après le passage des animaux (F = 5,08 et p < 0,001). Au contraire, sur l'essai B, quelle que soit l'année, la biomasse est plus importante après pâturage.
<figure><img src="image_7.png" /></figure>

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Figure 4 : Biomasse aérienne sèche par modalité de couverts sur les sites A (a) et B (b) pour les</figcaption></figure>
deux années d'expérience consécutives. Les intervalles de confiance sur la biomasse totale sont représentés. Les lettres représentent les tests de Tukey sur l'effet de la campagne au sein des modalités ($\alpha$ = 0,05, n = 30)

### III-1-2. Valeur alimentaire des couverts

Concernant la valeur alimentaire des couverts, les résultats montrent des UFL comprises entre 0,88 ± 0,07 UF/kg MS et 1,10 ± 0,14 UF/kg MS et des UFV variant de 0,82 ± 0,09 UF/kg MS à 1,09 ± 0,06 UF/kg MS. Le couvert 3 présente les valeurs les plus faibles en UFL et UFV, mais il affiche au contraire le rapport PDI/UFL le plus élevé, avec 100,2 ± 7,25 g/UF. Enfin, les Unités d'Encombrement Bovins allaitants – UEB – et les Unités d'Encombrement Bovins laitiers – UEL – sont globalement proches de 1, quel que soit le couvert.

<table><thead><tr><th>Modalité</th><th>Année</th><th>Site</th><th>UFL ± IC</th><th>UFV ± IC</th><th>PDI ± IC</th><th>BPR ± IC</th><th>PDI/UFL ± IC</th><th>PDI/UFV ± IC</th><th>UEL ± IC</th><th>UEB ± IC</th></tr></thead><tbody><tr><td>Couvert 1</td><td>2024</td><td>Essai A</td><td>1,10 ± 0,14<br>a</td><td>1,09 ± 0,17<br>a</td><td>96,9 ± 26,3<br>a</td><td>21,2 ±<br>95,7 a</td><td>87,9 ±<br>17,7 a</td><td>88,5 ±<br>17,2 ab</td><td>0,97 ± 0,09 a</td><td>0,97 ± 0,16 a</td></tr><tr><td>Couvert 1</td><td>2024</td><td>Essai B</td><td>1,06 ± 0,01<br>a</td><td>1,05 ± 0,04<br>a</td><td>89,9 ± 2,1 a</td><td>-0,59 ±<br>10,65 a</td><td>84,9 ±<br>2,85 a</td><td>85,6 ±<br>5,06 ab</td><td>0,99 ± 0,03 a</td><td>1,00 ± 0,05 a</td></tr><tr><td>Couvert 2</td><td>2024</td><td>Essai A</td><td>1,06 ± 0,14<br>a</td><td>1,04 ± 0,17<br>a</td><td>87,8 ± 14,9<br>a</td><td>-9,91 ±<br>37,10 a</td><td>82,7 ±<br>4,20 a</td><td>84,1 ±<br>3,33 a</td><td>1,00 ± 0,07 a</td><td>1,03 ± 0,12 a</td></tr><tr><td>Couvert 2</td><td>2024</td><td>Essai B</td><td>1,09 ± 0,05<br>a</td><td>1,09 ± 0,06<br>a</td><td>94,3 ± 6,6 a</td><td>11,7 ±<br>21,9 a</td><td>86,2 ±<br>3,30 a</td><td>86,6 ±<br>3,27 a</td><td>0,97 ± 0,02 a</td><td>0,98 ± 0,04 a</td></tr><tr><td>Couvert 3</td><td>2024</td><td>Essai A</td><td><strong>0,88 ± 0,07<br>b</strong></td><td><strong>0,82 ± 0,09<br>b</strong></td><td>82,1 ± 3,6 a</td><td>-2,42 ±<br>8,56 a</td><td>93,7 ±<br>4,71 a</td><td><strong>100,2 ±<br>7,25 b</strong></td><td>1,04 ± 0,03 a</td><td>1,10 ± 0,06 a</td></tr><tr><td>Couvert 4</td><td>2024</td><td>Essai B</td><td>1,04 ± 0,04<br>a</td><td>1,02 ± 0,05<br>a</td><td>86,2 ± 4,1 a</td><td>-12,3 ±<br>11,2 a</td><td>83,3 ±<br>1,54 a</td><td>84,9 ±<br>1,27 a</td><td>1,01 ± 0,02 a</td><td>1,04 ± 0,05 a</td></tr></tbody></table>

Tableau 2 : Valeurs alimentaires des couverts en fonction des modalités et des essais pour l'année 2024. Les intervalles de confiance sont représentés (IC). Les lettres représentent les tests de Tukey post-hoc après vérification des conditions d'application d'ANOVA. $\alpha$ = 0,05

### III-1-3. Acquisition d'éléments nutritifs par les couverts

Afin d'étudier l'acquisition des éléments nutritifs par les couverts, les parties aériennes et racinaires des plantes ont été analysées. Les racines n'ont pas été étudiées après pâturage.

#### III-1-3-1. Acquisition de carbone par les couverts

Comme le montre la figure 5, entre 1,4 et 1,65 t C/ha ont été stockés par les plantes lors de l'année 2025, biomasse aérienne et racinaire confondues. Ces valeurs sont inférieures à celle de l'année 2024 (3 t C/ha, p < 0,001). La part racinaire est faible, elle représente 12,5% par rapport à la biomasse aérienne qui stocke 87,5% de C.
<figure><img src="image_9.png" /><figcaption>Figure 5 : Carbone acquis par les biomasses aérienne et racinaire pour les différentes modalités de couvert pour les parcelles d'essai A et B au cours des deux années d'expérimentation, avant et après pâturage. Modèle mixte linéaire avec effet aléatoire Bloc. $\alpha$ = 0,05 et n = 30</figcaption></figure>
### III-1-3-2. Acquisition d'azote par les couverts

L'azote présent dans les couverts diminue fortement après pâturage pour l'essai A (p = 0,02) et augmente significativement après pâturage pour l'essai B (p < 0,001).

La majeure partie de l'azote est contenue dans la biomasse aérienne : 91,2% d'azote dans les feuilles contre 8,8% dans les racines (Figure 6).

Les valeurs observées en 2025 sont inférieures à celle de l'année 2024, sans que cela soit significatif, la variabilité des résultats étant importante.

<figure><img src="image_10.png" /></figure>
**Figure 6** : Azote acquis par les biomasses aériennes et racinaires pour les différentes modalités de couvert pour les parcelles d'essai A et B, au cours des deux années d'expérimentation, avant et après pâturage. Modèle mixte linéaire utilisé pour étudier la significativité. α = 0,05 et n = 30

Comme le montre la Figure 7, la quantité de reliquats azotés dans le sol est supérieure à celle observée avant pâturage, sauf pour l'essai A de l'année 2025, où aucune différence significative n'est observée.

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>**Figure 7** : Reliquats azotés présents dans le sol juste avant le pâturage pour les 4 modalités de couvert et au moment du semis pour les parcelles d'essai A et B sur les deux années d'expérimentations. Modèle linéaire mixte réalisé pour étudier la significativité. Test de Kruskal-Wallis. α = 0,05 et n = 30</figcaption></figure>

En 2024, les couverts avaient acquis plus de 150 kg N/ha, avec une forte baisse des reliquats entre semis et pâturage (Figures 7 et 8). Pour l'année 2025, les couverts ont acquis moins d'azote, avec un maximum à 125 kg N/ha.
<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>**Figure 8** : Relation entre l'azote acquis par la culture intermédiaire (kg/ha) en fonction des reliquats azotés présents dans le sol (kg/ha) au moment du semis sur les deux parcelles d'essai A et B pour les deux années d'expérimentation. La bissectrice d'équation y = x et l'équation de la droite sont représentées. n = 28</figcaption></figure>

### III-1-3-3. Acquisition du soufre par les couverts

En 2025, les couverts ont acquis entre 4 et 7 kg S/ha (Figure 9), principalement via les Brassicacées, riches en glucosinolates. En 2024, les valeurs étaient doublées, entre 15 et 20 kg S/ha, en raison de la forte proportion de colza (80% de la biomasse totale).

La quantité de soufre augmente significativement après pâturage pour l'essai B de l'année 2024 (p < 0,001) tandis qu'elle diminue significativement pour l'essai A de l'année 2025 (p < 0,001).
<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>**Figure 9** : Soufre acquis par les biomasses aérienne et racinaire pour les différentes modalités</figcaption></figure>
de couvert des parcelles d'essai A et B, au cours des deux années d'expérimentation, avant et après pâturage. Modèle mixte linéaire utilisé pour étudier la significativité. α = 0,05 et n = 30

### III-1-4. Restitution des résidus des couverts

Les parties aériennes sont broyées et restituées, il est donc intéressant d'étudier leur impact sur la teneur en azote dans le sol.

Le rapport C/N des parties aériennes après pâturage se situe entre 29,5 ± 5,0 pour la modalité 3A de l'année 2025 et 47,4 ± 4 pour la modalité 2 de l'essai A de l'année 2024. Ce rapport C/N est nettement inférieur pour l'année 2025 que pour l'année 2024.

La Figure 10 montre que le processus de minéralisation des résidus immobilise de l'azote avec presque 75 ± 13 kg N/ha d'immobilisés au bout de 28 jours pour le couvert 2 de l'année 2024. La minéralisation diminue avec le temps : au bout de 168 jours ce sont 35 ± 10 à 12 ± 7 kg N/ha qui sont immobilisés.

Cette immobilisation de l'azote au cours du temps n'est observée que pour l'année 2024 et est faible voire inexistante pour l'année 2025. La quantité d'azote immobilisée maximum en 2025 au bout de 28 jours est de 1,3 ± 0,2 kg N/ha.

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

**Figure 10** : Dynamique de la minéralisation de l'azote suite à la destruction du couvert sur les deux parcelles d'essai A et B pour les deux années d'expérimentation. Les écarts-types sont représentés. n = 5

## III-2. Impact du pâturage sur le sol

### III-2-1. Impact du pâturage sur la structure du sol

#### III-2-1-1. Impact du pâturage sur la densité du sol
Le tassement du sol est l'un des principaux risques du pâturage de couverts. Pour étudier ce phénomène, la masse volumique du sol a été analysée (Figure 11).

Les deux parcelles de l'essai B ont une masse volumique plus faible (1, 36 ± 0,13 g/cm³) en moyenne que celles de l'essai A (1,44 ± 0,12 g/cm³). Sur les deux années 2024 et 2025, une diminution significative de la masse volumique est observée sur l'essai B après pâturage (p = 0,001).

Sur l'essai A de l'année 2024, une augmentation de la masse volumique est observée après pâturage (p < 0,001), passant de 1,40 ± 0,11 g/cm³ à 1,47 ± 0,12 g/cm³. Pour l'année 2025 aucune différence n'est observée.

Une ANOVA montre que la campagne de prélèvement associé au lieu a une influence significative sur la masse volumique (p < 0,001). Il n'y a pas d'effet de la modalité de couvert (p = 0,47) ou de la profondeur (p = 0,62).

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>**Figure 11** : Masse volumique du sol selon les modalités de couvert et les différentes profondeurs sur les deux sites A et B pour les deux années d'expérimentation. Les comparaisons multiples entre campagnes et années ont été réalisées à l'aide du test de Tukey post-hoc, après vérification des conditions de validité de l'ANOVA. α = 0,05 et n = 10</figcaption></figure>
III-2-1-2. Impact du pâturage sur la structure et la stabilité structurale du sol

Les notes d'état structural ont été analysées pour les horizons 1 et 2 ; l'horizon 3, saturé en eau n'a pas pu être évalué.

En 2024, une diminution de la note globale a été observée sur les 3 modalités après pâturage de l'essai B (Figure 12). Au contraire, comme représenté sur la Figure 13, pour l'année 2025, la note globale de l'essai A augmente significativement après pâturage pour toutes les modalités de couvert.

<figure><img src="image_16.png" /><figcaption>Figure 12 : Suivi de la note structurale du test VESS pour le premier horizon sur le site B de l'année 2024 selon les modalités de couvert et les campagnes de prélèvement</figcaption></figure>
<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>**Figure 13 :** Suivi de la note structurale du test VESS pour le premier horizon sur le site A de l'année 2025 selon les modalités de couvert et les campagnes de prélèvement</figcaption></figure>

Les tests de stabilité permettent de déterminer la proportion de terre désagrégée au cours du Slake Test. Aucune différence significative n’est observée entre les différents couverts et entre les campagnes de prélèvement. La proportion de terre désagrégée maximale est de 5,24 ± 3,20 %.

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>**Figure 14 :** Proportion de terre désagrégée selon les modalités de couvert et les campagnes de prélèvement pour les deux années d’expérimentation, sur l’essai A. Les comparaisons ont été réalisées à partir d’un modèle mixte linéaire et d’un test de Tukey après vérification des conditions de validité de l’ANOVA. $\alpha = 0,05$ et $n = 5$</figcaption></figure>
### III-2-2. Impact du pâturage sur la fertilité biologique du sol

#### III-2-2-1. Impact du pâturage sur le carbone labile du sol et la respiration basale

Aucune différence significative n'est observée pour le carbone labile (Tableau 2). La quantité semble diminuer après pâturage, toutefois la grande variabilité des résultats ne permet pas de conclure. Un test ANOVA a révélé que seule l'année avait un impact sur le carbone labile.

De même pour la respiration basale, un test ANOVA a révélé que l'année avait un impact significatif (p < 0,001) mais aussi le lieu (p < 0,001), la respiration basale étant plus faible sur l'essai B de l'année 2024 et sur l'essai A de l'année 2025.

<table><caption>Tableau 3 : Carbone oxydable (POXC) en mg C/kg de sol selon les modalités, les campagnes (AV : Avant Pâturage ; AP : Après Pâturage), les essais et les années. Les intervalles de confiance et les tests de Tukey sont représentés</caption><thead><tr><td>Année</td><td>Modalité</td><td>Lieu</td><td>POXC AV ± IC</td><td>POXC AP ± IC</td></tr></thead><tbody><tr><td>2024</td><td>Couvert 1</td><td>Essai A</td><td>359,6 ± 302,8 a</td><td>358,9 ± 384,1 a</td></tr><tr><td>2024</td><td>Couvert 2</td><td>Essai A</td><td>421,6 ± 232,8 a</td><td>339,4 ± 144,3 a</td></tr><tr><td>2024</td><td>Couvert 3</td><td>Essai A</td><td>439,3 ± 394,9 a</td><td>312,3 ± 146,0 a</td></tr><tr><td>2024</td><td>Couvert 1</td><td>Essai B</td><td>389,2 ± 78,1 a</td><td>465,2 ± 53,7 a</td></tr><tr><td>2024</td><td>Couvert 2</td><td>Essai B</td><td>375,6 ± 26,4 a</td><td>402,2 ± 71,2 a</td></tr><tr><td>2024</td><td>Couvert 4</td><td>Essai B</td><td>404,0 ± 82,7 a</td><td>432,7 ± 59,4 a</td></tr><tr><td>2025</td><td>Couvert 1</td><td>Essai A</td><td>509,1 ± 169,9 a</td><td>451,1 ± 234,8 a</td></tr><tr><td>2025</td><td>Couvert 2</td><td>Essai A</td><td>564,5 ± 468,8 a</td><td>502,0 ± 375,2 a</td></tr><tr><td>2025</td><td>Couvert 3</td><td>Essai A</td><td>700,6 ± 407,2 a</td><td>454,6 ± 214,9 a</td></tr><tr><td>2025</td><td>Couvert 1</td><td>Essai B</td><td>405,7 ± 96,0 a</td><td>512,7 ± 71,6 a</td></tr><tr><td>2025</td><td>Couvert 2</td><td>Essai B</td><td>486,7 ± 109,1 a</td><td>482,3 ± 28,9 a</td></tr><tr><td>2025</td><td>Couvert 4</td><td>Essai B</td><td>473,7 ± 100,6 a</td><td>521,3 ± 102,7 a</td></tr></tbody></table>

<table><caption>Tableau 4 : Respiration basale (Respi) en mg C – CO₂/kg de sol/j selon les modalités, les campagnes (AV : Avant pâturage ; AP : Après Pâturage), les essais et les années. Les intervalles de confiance et les tests de Tukey sont représentés</caption><thead><tr><td>Année</td><td>Modalité</td><td>Lieu</td><td>Respi AV ± IC</td><td>Respi AP ± IC</td></tr></thead><tbody><tr><td>2024</td><td>Couvert 1</td><td>Essai A</td><td>39,2 ± 28,7 a</td><td>55,1 ± 76,0 a</td></tr><tr><td>2024</td><td>Couvert 2</td><td>Essai A</td><td>37,8 ± 28,5 a</td><td>49,4 ± 12,9 a</td></tr><tr><td>2024</td><td>Couvert 3</td><td>Essai A</td><td>50,7 ± 27,1 a</td><td>44,0 ± 13,0 a</td></tr><tr><td>2024</td><td>Couvert 1</td><td>Essai B</td><td>82,8 ± 13,1 b</td><td>57,1 ± 1,9 a</td></tr><tr><td>2024</td><td>Couvert 2</td><td>Essai B</td><td>72,6 ± 14,1 ab</td><td>65,2 ± 31,5 a</td></tr><tr><td>2024</td><td>Couvert 4</td><td>Essai B</td><td>75,2 ± 33,4 ab</td><td>60,9 ± 13,9 a</td></tr><tr><td>2025</td><td>Couvert 1</td><td>Essai A</td><td>94,5 ± 9,3 b</td><td>99,0 ± 32,7 a</td></tr><tr><td>2025</td><td>Couvert 2</td><td>Essai A</td><td>84,9 ± 9,5 b</td><td>97,6 ± 11,1 a</td></tr><tr><td>2025</td><td>Couvert 3</td><td>Essai A</td><td>114,2 ± 28,7 b</td><td>94,0 ± 51,3 a</td></tr><tr><td>2025</td><td>Couvert 1</td><td>Essai B</td><td>54,0 ± 2,65 a</td><td>60,67 ± 6,11 a</td></tr><tr><td>2025</td><td>Couvert 2</td><td>Essai B</td><td>48,0 ± 7,21 a</td><td>64,33 ± 16,44 a</td></tr><tr><td>2025</td><td>Couvert 4</td><td>Essai B</td><td>63,33 ± 12,74 a</td><td>75,0 ± 22,61 a</td></tr></tbody></table>
# IV. Discussion

## IV-1. Prise de données et analyse des résultats

### IV-1-1. Biomasse des couverts

Les trois modalités de couvert ont permis de produire une biomasse intéressante pour l'alimentation animale, sans différence significative entre elles. Elles ont ainsi contribué à nourrir les deux troupeaux étudiés en sortie d'hiver. Toutefois la biomasse obtenue en 2025 est inférieure à celle de l'année 2024, ce qui aurait rendu plus difficile un pâturage dès le début de l'hiver. En 2024, le pâturage avait eu lieu tardivement, à une période ou le colza (majoritaire) et la moutarde étaient déjà en fleur et donc peu appétents pour les animaux. En 2025, la proportion de colza a été réduite, ce qui a permis d'obtenir des couverts plus diversifiés, bien que, sur l'essai A, les Fabacées, notamment les trèfles, dominent (40 à 50% du couvert), tandis que les Graminées sont très majoritaires sur l'essai B (près de 80%). Ainsi un déséquilibre ou un dépeuplement de la biomasse est observé, avec une espèce majoritaire dans chaque couvert.

Malgré une production plus faible qu'en 2024, les niveaux de biomasse (entre 2,5 et 6 t MS/ha) restent dans les intervalles attendus : selon Ruis et al. (2019), une interculture de printemps peut produire en moyenne 3,37 t MS/ha, avec des valeurs allant de 1,67 à 6,30 t MS/ha, selon les conditions climatiques et les espèces semées (ADOPTAE, 2025).

Sur l'essai A, la biomasse diminue fortement en 2025 après pâturage, traduisant une consommation importante par les animaux. A l'inverse, en 2024, la biomasse était similaire avant et après pâturage. Cela suggère une compensation de la croissance du couvert par la consommation du troupeau ou bien une consommation plus faible par les animaux, due à la moins bonne appétence du colza.

Sur l'essai B, la dynamique est différente. Le pâturage, effectué à plus faible chargement (une dizaine de vache Angus contre 75 vaches laitières sur l'essai B) sur une même surface, a eu un impact moins marqué, la biomasse augmentant après le pâturage.

Pour l'année 2025, cette augmentation provient principalement de la croissance d'adventices, la flore initiale ayant été détruite. Les bovins sont restés deux mois de plus que prévu sur le terrain, ce qui a probablement conduit à l'élimination totale du couvert semé et favorisé l'installation d'une flore spontanée. Cela a ensuite nécessité une destruction des adventices.

Enfin, il faut souligner certaines limites méthodologiques. La biomasse aérienne de chaque parcelle a été déterminée à partir de seulement deux quadrats de 0,5 m², ce qui ne permet pas d'estimer toute la variabilité intra-parcellaire. Cela peut introduire un biais dans l'estimation de la biomasse.

### IV-1-2. Valeur alimentaire des couverts

La valeur alimentaire des couverts a été estimée à partir des équations issues de l'ouvrage *L'alimentation des ruminants* (INRAE, 2018). Toutefois, ces équations ont été principalement développées pour des prairies permanentes ou des associations graminées-légumineuses, et aucune n'existe spécifiquement pour des mélanges contenant des Brassicacées. Ainsi, pour les couverts de 2024, composés majoritairement de colza, les équations utilisées ne sont pas parfaitement adaptées, mais permettent néanmoins d'obtenir des estimations approximatives (Annexe 5 et 6).
Selon les tables INRAE, le colza fourrager au stade début de floraison présente une valeur alimentaire de UFL = 0,95 UF/kg MS, UFV = 0,93 UF/kg MS, PDI = 83 g/kg MS et BPR = 10 g/kg MS. Ces valeurs sont globalement proches de celles calculées, bien que les UFL semblent légèrement surestimées et les BPR sous-estimées. Il faut toutefois noter que les intervalles de confiance associés restent larges, ce qui limite la précision de l'interprétation.

Enfin, les données de l'année 2025, reçues tardivement, sont encore en cours d'analyse et n'ont pas été intégrées à cette discussion. Ces compléments d'information permettront d'affiner l'évaluation des performances fourragères des différents couverts et de mieux comparer leur potentiel en termes d'apport énergétique et protéique. Toutefois, selon le livre de l'INRAE, la valeur énergétique des trèfles jeunes est estimée entre 0,85 et 1,05 UF/kg MS tandis que celle des graminées jeunes se situe entre 0,75 et 0,95 UF/kg MS. Le PDI du trèfle se situe entre 80 et 100 g/kg MS alors que le PDI des graminées (entre 75 et 83 g/kg MS) est très dépendant des espèces étudiées (Giovanni, 2020).

## IV-1-3. Acquisition et minéralisation des éléments par le couvert

Un travail du sol avec enfouissement des résidus du couvert a été réalisé après le pâturage. Les valeurs de carbone, azote et soufre ont été déterminées à partir de la biomasse récoltée.

En 2025, les quantités de carbone, d'azote et de soufre issues des couverts sont nettement inférieures à celles de l'année 2024, ce qui est cohérent avec la baisse observée de la biomasse produite. Cette diminution de biomasse limite donc l'apport en matière organique et, par conséquent, le stockage de carbone dans le sol. Jian et al. (2020) ont d'ailleurs montré, via une méta-analyse, que le stockage de carbone est positivement corrélé à la biomasse des cultures, ce qui se vérifie ici.

Malgré une forte proportion de légumineuses dans certains couverts, la quantité d'azote contenue dans la biomasse reste faible. Cela peut s'expliquer par la faible teneur en azote du sol des parcelles de l'année 2025, ainsi que par la dominance du trèfle, dont la surface foliaire est moins développée que celle du colza observée en 2024. Après pâturage, la teneur en azote diminue significativement, traduisant la consommation des parties les plus riches en azote (les feuilles) par les animaux.

Un effet « piège à nitrate » a bien été observé, avec une baisse nette des teneurs en azote dans le sol pour les deux années de suivi, suggérant une limitation de la lixiviation. Cet effet n'a toutefois pas eu lieu sur l'essai A en 2025, en raison d'en épandage de fumier mi-octobre, qui ne permet pas de suivre l'évolution des reliquats azotés. Aucune corrélation significative n'a été observée entre l'azote acquis par les couverts et les reliquats mesurés dans le sol.

Selon Vertès et al. (2015), un mélange trèfle - ray-grass en interculture peut acquérir entre 52 kg N/ha (sol fertilisé) et 112 kg N/ha (sol non fertilisé). Les couverts plurispécifiques contenant du colza peuvent, quant-à-eux, contenir entre 100 et 160 kg N/ha (Finney et al., 2016). Ces valeurs sont cohérentes avec celles observées sur les essais A et B pour les deux années d'étude, où les couverts ont acquis entre 60 et 120 kg N/ha.

Concernant le soufre, les quantités mesurées sont également inférieures à celle de 2024. Cela pourrai s'expliquer par la quasi-absence de Brassicacées dans le couvert, des plantes particulièrement riches en soufre via les glucosinolates.
Enfin, les rapports C/N des résidus sont globalement élevés. Ce phénomène s'explique par la consommation des feuilles (riches en azote) par les vaches, laissant essentiellement des tiges, plutôt carbonées. Cette composition entraine une immobilisation de l'azote du sol lors de la décomposition, ralentissant sa minéralisation (Bourgeois et al., 2025). Trinsoutrot et al. (2000) indiquent que seuls les résidus avec un C/N inférieur à 24 libèrent de l'azote minéral avant 168 jours. Au-delà, ce phénomène peut provoquer un phénomène de « faim d'azote » (Bourgeois et al., 2025), défavorable à l'implantation de la culture suivante.

Ainsi, la gestion des résidus de couverts est un levier essentiel pour optimiser les apports en azote et garantir une bonne reprise de la culture suivante.

IV-1-4. Structure du sol

Les résultats obtenus pour la masse volumique sont cohérents avec le niveau de chargement des parcelles, les observations de terrain et la production de biomasse des couverts. Sur l'essai B, le pâturage a été peu intensif, avec seulement 11 vaches de la race Angus réparties sur environ 1,20 ha. Ce chargement relativement faible n'a pas pu couvrir l'ensemble de la surface et les couverts ont continué à se développer pendant cette période. La croissance de la biomasse, à la fois aérienne et racinaire, a ainsi compensé les effets du piétinement, entrainant une diminution de la compaction du sol.

A l'inverse, l'essai A a connu un chargement bien plus élevé : 75 vaches laitières (Prim'Hosltein) ont pâturé pendant 5 jours sur 1,17 ha, soit environ 0,2 ha pâturé par jour. Sur l'année 2024, cette pression importante a conduit à une augmentation de la masse volumique, bien que légère et essentiellement superficielle. Ce tassement a pu être corrigé rapidement grâce à un travail du sol adapté. En 2025, aucune augmentation significative de la masse volumique n'a été observée, probablement en partie à cause des conditions au moment des prélèvements, réalisés alors que le sol était par endroit saturé en eau.

Ainsi le chargement des parcelles apparaît comme le principal facteur expliquant les variations de densité apparente du sol.

Ces observations sont en accord avec la méta-analyse de Blanco-Canqui et al. (2023) et l'étude de Franzluebbers et Stuedemann (2015), qui indiquent qu'un chargement important provoque une compaction du sol dans 55% des cas, mais uniquement sur les premiers 15 cm de profondeur. Cette compaction reste modérée, ne dépasse pas les seuils critiques, et peut être corrigée efficacement par un travail du sol.

L'interprétation des notes VESS s'est révélée difficile au cours des deux années d'observation, principalement en raison des conditions climatiques peu favorables. Plusieurs notations n'ont pas pu être réalisées, lorsque les sols étaient saturés en eau ou alors trop secs, ce qui empêchait une évaluation fiable de la structure.

Malgré cela, une amélioration de la structure du sol a été observée sur l'essai B en 2024, avec une baisse de la note VESS, indiquant la présence de petits agrégats facilement désagrégés à la main. Cette amélioration pourrait être liée à un bon développement du système racinaire, critère pris en compte dans la notation : des notes de 1 ou 2 reflètent un enracinement dense et actif. Cela appuie l'hypothèse selon laquelle un système racinaire plus développé sur l'essai B aurait contribué à la diminution de la masse volumique du sol en 2024. En revanche, une dégradation de la structure a été constaté sur l'essai A en 2025. Toutefois, les conditions d'observation – un sol très humique, presque « pâte à modeler » – ont fortement biaisé les notations, rendant difficile toute conclusion
fiable. A l'inverse, sur l'essai B après pâturage, en 2025, les conditions très sèches ont rendu les agrégats friables et la notation impossible.

Enfin, bien que les résultats de 2024 semblent cohérents avec ceux observés pour la masse volumique, ils doivent également être interprétés avec prudence. Les notations ont été réalisés en période sèche et par plusieurs personnes, introduisant un biais non négligeable.

Les tests de stabilité structurale n'ont révélé aucune différence significative entre les modalités de couvert ni entre les campagnes de prélèvement. Ce résultat peut s'expliquer par la stabilité déjà élevée des sols de l'essai A, qui ne perdaient que 5% de masse lors du Slake Test. A titre de comparaison, un sol témoin prélevé sur une parcelle nue de l'INRAE, laissée sans couverture depuis plusieurs années, s'est totalement désagrégée (100%), confirmant la pertinence de cette méthode. La mise en place de témoins sur sols nus dans les essais A et B permettrait de mieux évaluer l'effet réel des couverts. Toutefois, la méthode reste chronophage, avec seulement quatre échantillons traités par jour (l'essai B n'a pas pu être analysé par manque de temps). L'utilisation d'échantillons plus petits pourraient faciliter les analyses, augmenter le nombre de répétions (actuellement limité à 1 par parcelle de 800 m²) et ainsi renforcer la puissance statistique des résultats.

## IV-1-5. Fertilité du sol

Les résultats des mesures POXC et de respiration basale ne permettent pas de mettre en évidence un effet clair du pâturage. Cette absence d'effet s'explique en grande partie par la forte variabilité des données, elle-même liée au faible nombre de prélèvements réalisés.

Selon Thapa et Mowrer (2024), la teneur en POXC diminue significativement avec la profondeur, en particulier sous les 15 cm. Il aurait donc été pertinent d'effectuer des prélèvements plus superficiels, au-dessus de 10 cm. Cependant, cela aurait introduit d'autres biais, notamment liés à la présence de biomasse aérienne résiduelle ou de déjections animales après pâturage, susceptibles de fausser les mesures.

Par ailleurs, les travaux d'Oberholzer et al. (2024) confirment que les couverts végétaux ont un effet positif sur le POXC, avec une augmentation allant jusqu'à +10,4%. Cette hausse est principalement attribuée à une activité racinaire soutenue, ce qui renforce l'intérêt des couverts dans la dynamique du carbone du sol.

Le comptage de vers de terre n'a pas pu être réalisé au cours de l'année 2025, en raison de conditions météorologiques défavorables. Les sols étaient soit trop humides, soit trop secs, rendant impossible la réalisation du test bêche dans de bonnes conditions. Ce test repose en effet sur l'observation d'un volume de sol d'environ 20 cm de profondeur, qui doit être suffisamment meuble pour permettre un prélèvement représentatif.

Cependant, les observations réalisées avaient révélé une forte présence de vers de terre sur les modalités intégrant des Fabacées. Ces espèces produisent une matière organique riche en azote, ce qui semble favoriser l'activité des vers de terre par rapport à d'autres familles botaniques (Roarty et al., 2017). De plus, Schmidt et al. (2003) ont montré qu'un couvert à base de trèfle pouvait significativement augmenter les populations de vers de terre comparé à une absence de couvert.

## IV-2. Analyse multicritères des couverts pâturés

L'analyse multicritères (Figure 12) synthétise les performances des différents couverts en évaluant
plusieurs services écosystémiques, sur une échelle où la note 1 correspond au meilleur niveau de performance et 0 au plus faible. Les résultats montrent que, pour un même essai et une même année, les différentes modalités de couverts présentent des niveaux de services relativement similaires. Il est donc possible de regrouper l'ensemble des couverts étudiés par essai et par année pour faciliter l'interprétation.

<figure><img src="image_19.png" /><figcaption>Figure 15 : Graphique radar des niveaux de performance des couverts sur les 4 parcelles différentes au cours des 2 années d'expérimentation sur les deux essais</figcaption></figure>

Des variations importantes sont observées entre les années et les contextes pédologiques. Les quatre parcelles étudiées présentent en effet des types de sols différents, ce qui influence directement les services écosystémiques fournis par les couverts.

La compaction du sol distingue clairement les deux essais, en lien direct avec la gestion du pâturage mis en place, les essais B présentant les meilleurs notes. Par ailleurs, une intensité de pâturage plus élevée entraine une augmentation du rapport C/N des résidus, ce qui renforce l'immobilisation de l'azote dans le sol. Enfin, la quantité d'azote acquise est étroitement corrélée à la production de biomasse : l'essai A en 2024 se démarque par une forte production de biomasse et une acquisition d'azote plus importante.

Cela permet de valider les 3 hypothèses :

-La production de fourrage a été satisfaisante en qualité et en quantité (> 2,5 t MS/ha), ce qui offre une nouvelle source de fourrage valorisable pour les bovins en sortie d'hiver ;

-Les couverts remplissent bel et bien un rôle de CIPAN, toutefois une destruction plus précoce des couverts permettrait de réduire leur teneur en azote, limitant le risque de « faim d'azote » défavorable pour la culture suivante ;

-Enfin, bien que les couverts contribuent à améliorer la stabilité structurale du sol, un chargement important sur une courte durée en condition humide, peut provoquer une légère compaction, généralement limitée aux premiers centimètres.

Toutefois les services rendus par les couverts plurispécifiques varient selon l'année et les
conditions pédoclimatiques, soulignant l'importance de les adapter au contexte local.

## IV-3. Ressentis des partenaires

Les agriculteurs ayant mis leurs parcelles à disposition pour ce projet se disent globalement satisfaits des services rendus par les couverts végétaux. Sur l'essai A, le couvert a permis d'alimenter 75 vaches laitières pendant cinq jours à la sortie de l'hiver, sans qu'aucune compaction notable n'ait été observée cette année. L'agriculteur estime que les couverts végétaux permettent une production 1,5 fois supérieure à l'hectare, à celle de ses prairies. Opoku et al. (2024) ont en effet montré que les mélanges de cultures intermédiaires sont plus prometteurs que les graminées seules.

Après six années de pratique, l'agriculteur de l'essai A constate également une nette amélioration de la structure de son sol.

L'essai mené sur l'essai B s'est également révélé bénéfique, en fournissant une source d'alimentation essentielle pour le troupeau. A la suite de fortes inondations, l'agriculteur n'a pas pu transférer les vaches vers les prairies comme prévu. Le couvert végétal a alors servi de ressource alimentaire de secours, alors que les prairies étaient partiellement inondées.

Pour les deux campagnes, le pâturage prévu début décembre n'a pas pu être réalisé en raison de conditions météorologiques trop pluvieuses. La réduction de la part de colza dans le mélange a toutefois permis un développement du couvert plus diversifié, avec des espèces davantage appétentes pour les bovins.

Quelques limites sont néanmoins à souligner. Le suivi n'a pas été effectué sur les mêmes parcelles d'une année à l'autre, ce qui empêche d'évaluer l'évolution de la fertilité ou de la stabilité des sols sur le long terme. De plus, la mise en place de parcelles témoins sans couvert sur chaque site aurait permis d'évaluer plus précisément l'impact des couverts sur les sols.

Enfin, certaines mesures se sont révélées difficiles à interpréter, notamment le test VESS. Très dépendant des conditions climatiques et du manipulateur, il nécessiterait d'être réalisé toujours dans les mêmes conditions et par une même personne tout au long de la campagne de prélèvement pour assurer une certaine homogénéité. Cela reste complexe à organiser dans une équipe technique déjà fortement mobilisée sur d'autres projets.
Conclusion

Cette étude, menée sur deux années, avait pour objectif d'analyser les services rendus par différents couverts végétaux implantés en interculture longue et soumis au pâturage bovin. Les résultats ont montré que l'implantation de couverts dans un système de polyculture-élevage permet de produire une biomasse conséquente et de bonne qualité en sortie d'hiver. Ces couverts jouent également un rôle important de piège à nitrates (CIPAN), contribuent au stockage de carbone et semblent maintenir la stabilité structurale des sols, des services recherchés dans le contexte actuel de transition agroécologique.

Le pâturage s'est révélé être un levier intéressant pour valoriser cette biomasse directement dans l'exploitation. Il contribue à renforcer l'autonomie fourragère, ce qui en fait une pratique prometteuse pour les exploitations de polyculture-élevage, sans pour autant détruire totalement le couvert.

Concernant la comparaison entre les différents mélanges d'espèces, aucune différence significative n'a été observée sur les 2 ans, à l'exception des couverts contenant de la moutarde, son pâturage tardif ayant légèrement dégradé la qualité fourragère. Cependant, les résultats ont mis en avance deux effets majeurs : un effet « Site » et un effet « Année ». Cela signifie que les services observés varient fortement selon les conditions pédologiques et les aléas climatiques, mais également qu'ils ne peuvent pas être généralisés à l'ensemble des exploitations du Nord-Comminges. Les résultats obtenus restent donc spécifiques au contexte étudié.

Par ailleurs, certains disservices ont été identifiés.

Une légère compaction du sol dans les 15 premiers centimètres a été observée lors d'épisodes de fortes pluies. Ce phénomène, bien que facilement corrigé par un travail superficiel du sol, pourrait être prévenu en modulant la période de pâturage et le chargement animal.

Une immobilisation de l'azote du sol a été constatée, liée à la décomposition des résidus de couverts. Détruire les couverts plus précocement pourrait limiter ce phénomène, mais au détriment du stockage de carbone, ce qui souligne la nécessité de trouver un équilibre entre les services recherchés.

Enfin, lors de périodes de pâturages prolongées, la flore implantée tend à être remplacée par une flore spontanée, modifiant la composition initiale du couvert. Une dominance fréquente d'une espèce est aussi observée, ce qui suggère d'adapter la composition des mélanges en fonction des services écosystémiques souhaités.

Certains indicateurs, tel que le carbone labile, le comptage des vers de terre ou la stabilité des sols, se sont révélés difficiles à interpréter dans ce cadre d'études. Ces données pourraient être mieux exploitées en les comparants à des parcelles témoins non couvertes, suivies sur plusieurs années.
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Annexe 4: Tranche de sol prélevée, après séparation des horizons 1 et 2 pour réaliser le test VESS après pâturage sur l'essai A

<figure><img src="image_20.png" /></figure>

Annexe 5: Equations utilisées pour calculer les UF, le PDI et le BPR

$$
dMO = 29,7 + 0,63 * dig
$$

$$
\mathrm{MOD} = (1000 - \mathrm{MM}) * \mathrm{dMO} * 0,01
$$

$$
MSVI_b = 6,44 + 0,782 * dMO + 0,112 * MAT + 0,679 * TMS
$$

$$
MSVI_l = 66,3 + 0,655 * dMO * 0,098 * MAT + 0,626 * TMS
$$

$$
MSVI_{m} = -16 + 0,806 * dMO + 0,115 * MAT + 0,686 * TMS
$$

$$
UE_b = 95/MSVI_b
$$

$$
UE_l = 140/MSVI_l
$$

$$
NI_{\text{ref}} = (MSVI_{m} * \frac{PV^{(0,75)}}{PV}) * 0,1 \text{ avec } PV = 60 \text{ kg}
$$

$$
ECH_4 = (45,42 - 6,66 * NI_{\text{ref}} + 0,75 * NI_{\text{ref}}^2) * 0,001 * MOD * 12,5
$$

$$
EB = (4531 + 1,735 * MAT + 82) * MO/1000
$$

$$
ED = EB * (-0,068 + 0,957 * dMO) * 0,01
$$

$$
EU = (2,9 + 0,017 * MAT - 0,47 * NI_{\text{ref}}) * EB * 0,01
$$

$$
EM = ED - ECH_4 - EU
$$

$$
ENL = EM * (0,65 + 0,247 * (\frac{EM}{EB} - 0,63))
$$

$$
UFL = ENL/1760
$$

$$
km = 0,287 * \frac{EM}{EB} + 0,554
$$

$$
kf = 0,78 * \frac{EM}{EB} + 0,006
$$

$$
ENV = EM * (km * kf * 1,5) / (kf + 0,5 * km)
$$

$$
UFV = ENV/1760
$$

$$
DT_{6N} = 51,2 + 0,14 * MAT - 0,00017 * MAT^2 + 4,4
$$

$$
DT_N = 27,6 + 0,76 * DT_{6N} - 0,000468 * DT_{6N}^2 - 5,45 * NI_{\text{ref}} + 0,0312 * DT_{6N} * NI_{\text{ref}}
$$

$$
PANDI = 7,9 + 0,08 * MAT - 0,00033 * MAT^2 - 1,9 - 2,3 - 2
$$

$$
DR_N = 100 * \frac{(1-0,01*DT_N)*MAT-PANDI}{(1-0,01*DT_N)*MAT}
$$

$$
PDIA = MAT * (1 - 0,01 * DT_N) * DR_N * 0,01
$$

$$
NDFND = 785 - 8,62 * dMO
$$

$$
NDFD_{int} = 11,4 + 0,08 * NDFND
$$
$$AG = 1,78 + 0,105 * MAT$$

$$ADG_{int} = 6 + 0,599 * (9,7 + 0,75 * AG)$$

$$MOF = MOD - PDIA - AGD_{int} - NDFD_{int}$$

$$PDIM = (41,67 + 71,9 * 0,001 * MOF) * 0,8 * 0,8$$

$$PDI = PDIA + PDIM$$

$$BPR = ((\frac{MAT}{100} * DT_{N}) - (41,67 + 71,9 * \frac{MOF}{1000})) - 14,2$$
Annexe 6: Tableau récapitulatif des variables utilisées

<table><thead><tr><td>Abréviation</td><td>Variable</td><td>Unité</td></tr></thead><tbody><tr><td>UE<sub>b</sub></td><td>Unité d'encombrement bovins allaitants</td><td>UE/kg MS</td></tr><tr><td>UE<sub>t</sub></td><td>Unité d'encombrement bovins laitiers</td><td>UE/kg MS</td></tr><tr><td>UFL</td><td>Unité fourragère laitière</td><td>UF/kg MS</td></tr><tr><td>UFV</td><td>Unité fourragère viande</td><td>UF/kg MS</td></tr><tr><td>dMO</td><td>Digestibilité de la matière organique</td><td>%</td></tr><tr><td>dig</td><td>Digestibilité pespsine-cellulase</td><td>%</td></tr><tr><td>MM</td><td>Matière minérale</td><td>g/kg MS</td></tr><tr><td>MOD</td><td>Matière organique digestible</td><td>g/kg MS</td></tr><tr><td>TMS</td><td>Taux de matière sèche</td><td>%</td></tr><tr><td>MAT</td><td>Matière azotée totale</td><td>g/kg MS</td></tr><tr><td>MSVI<sub>b</sub></td><td>Matière sèche volontairement ingérée par les bovins allaitants</td><td>g MS/kg PV<sup>0,75</sup></td></tr><tr><td>MSVI<sub>t</sub></td><td>Matière sèche volontairement ingérée par les bovins laitiers</td><td>g MS/kg PV<sup>0,75</sup></td></tr><tr><td>MS</td><td>Matière sèche</td><td></td></tr><tr><td>PV</td><td>Poids vif</td><td>Kg</td></tr><tr><td>MSVI<sub>m</sub></td><td>Matière sèche volontairement ingérée par les moutons</td><td>g MS/kg PV<sup>0,75</sup></td></tr><tr><td>NIref</td><td>Niveau d'ingestion de référence</td><td>%PV</td></tr><tr><td>ECH<sub>4</sub></td><td>Energie brute perdue sous forme de méthane</td><td>kcal/kg MS</td></tr><tr><td>EB</td><td>Energie brute</td><td>kcal/kg MS</td></tr><tr><td>MO</td><td>Matière organique</td><td>kcal/kg MS</td></tr><tr><td>ED</td><td>Energie digestible</td><td>kcal/kg MS</td></tr><tr><td>EU</td><td>Energie perdue dans les urines</td><td>kcal/kg MS</td></tr><tr><td>EM</td><td>Energie métabolisable</td><td>kcal/kg MS</td></tr><tr><td>ENL</td><td>Energie nette pour la lactation</td><td>kcal/kg MS</td></tr><tr><td>km</td><td>Coefficient d'efficacité de l'utilisation de l'EM en énergie nette pour l'entretien des bovins allaitants</td><td></td></tr><tr><td>kf</td><td>Coefficient d'efficacité de l'utilisation de l'EM en énergie nette pour l'engraissement</td><td></td></tr><tr><td>ENV</td><td>Energie nette pour la production de viande</td><td>kcal/kg MS</td></tr><tr><td>DT6<sub>N</sub></td><td>Dégradabilité théorique de l'azote dans le rumen avec un taux de passage de 6% h</td><td>%</td></tr><tr><td>DT<sub>N</sub></td><td>Dégradabilité théorique de l'azote dans le rumen</td><td>%</td></tr><tr><td>PANDI</td><td>Protéines alimentaires non digestibles dans l'intestin</td><td>g/kg MS</td></tr><tr><td>DR<sub>N</sub></td><td>Digestibilité réelle de l'azote</td><td>%</td></tr><tr><td>PDIA</td><td>Protéines digestibles dans l'intestin qui n'ont pas été digérées dans le rumen</td><td>g/kg MS</td></tr><tr><td>NDFND</td><td>Neutral detergent fiber non digestibles</td><td>g/kg MS</td></tr><tr><td>NDFD<sub>int</sub></td><td>Neutral detergent fiber digestibles dans l'intestin</td><td>g/kg MS</td></tr><tr><td>AG</td><td>Acides gras totaux</td><td>g/kg MS</td></tr><tr><td>AGD<sub>int</sub></td><td>Acides gras digestibles dans l'intestin</td><td>g/kg MS</td></tr><tr><td>MOF</td><td>Matière organique fermentescible dans le rumen</td><td>g/kg MS</td></tr><tr><td>PDIM</td><td>Protéines digestibles dans l'intestin provenant des microorganismes du rumen</td><td>g/kg MS</td></tr><tr><td>PDI</td><td>Protéines digestibles dans l'intestin</td><td>g/kg MS</td></tr><tr><td>BPR</td><td>Balance protéique ruminale</td><td>g/kg MS</td></tr></tbody></table>
COTERRA, un sigle pour :

« Repenser les **Collectifs agricoles** dans leurs **Territoires** pour plus d'**Autonomie** ». Nous travaillons avec des **agriculteurs et agricultrices du Nord Comminges** pour que chacun.e gagne en **autonomie**, sur son exploitation et grâce au collectif.

Notre projet de recherche-action implique de nombreux acteurs locaux, et c'est par cette collaboration que nous produisons les connaissances, au service du territoire.

Pour citer ce document :

Vermet Romane (2025). Analyse des performances de couverts végétaux pâturés dans les systèmes d'élevage du Nord-Comminges. Mémoire de fin d'études, L'Institut Agro Dijon et UMR AGIR, 57 pages.

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DYNAFOR

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AGIR

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COMMUNE DE SAMAN
31350

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LIA

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