Conduire des essais au champ,ne s’improvise pas

Jean‐Paul COUTARDResponsable de la Ferme expérimentale de 

Thorigné d’Anjou (49)

De nombreux essais sur prairies

De nombreux essais conduits en agriculture biologique

Les prairies à flore variéeplusieurs graminées et plusieurs légumineuses

Les associations céréales protéagineuxrécoltées en fourrages et en grain

Les légumineuses de faucheLes implantations de prairies sur couvert

Mais aussi

Les fourrages intercalairesL’entretien des prairiesLes protéagineux

Nous ont permis d’affiner la conception des dispositifs

Formuler les objectifs avec précisionLe terme d’essai est souvent utilisé abusivement :

A quelles questions veut‐on répondre ?Les questions sont‐elles importantes ? A quel point de vue ?Quel est l’état des connaissances sur le sujet ?Quels sont les facteurs étudiés ?

Un essai ce n’est pas un patchwork de modalités 

Choisir le dispositif expérimentalLe dispositif Bloc est le plus fréquent dans les essais fourragersIl est nécessaire de décrire avec précision :

le ou les facteurs étudiésles modalités expérimentales et les variables mesurées

Et d’écarter suffisamment les modalités ;pour espérer mettre en évidence une différence significative

Les modalités expérimentales comparées :ne devront différer que par un seul facteur à la foisde façon à être en capacité d’expliquer les écarts constatés

Dans le cas des associations graminées ‐ légumineuses :prairies à flore variée, associations céréales ‐ protéagineux faire des assemblages c’est associer des fonctions complémentairesIl faut donc répondre aux questions suivantes : quelle fonction veut‐on tester ? avec quels moyens ?

Choisir le nombre de répétitions

Le nombre de blocs ou répétitions est fonction :• de la différence entre modalités intéressante à mettre en évidence• des risques d’erreur que l’on accepte de prendre• de la variabilité du matériel expérimental• des contraintes pratiques

L’expérimentateur prend deux types de risque :• de 1ère espèce : conclure à une différence qui en réalité n’existe pas

Classiquement fixé à 5%• de 2ème espèce : ne pas déceler une différence qui en réalité existe

Le complément = Puissance de l’essai 

Choisir le nombre de répétitionsDans les essais concernant les fourrages :• La variabilité est souvent importante

CV (ETR en % de la moyenne) fréquemment de 8 à 10%• Dans ces conditions, la différence que l’on peut mettre en évidence 

9 fois sur 10 avec 4 répétitions est de 25 à 30% (Philippeau, 1984)

Les conséquences :• bien réfléchir les modalités pour en limiter le nombre• écarter suffisamment les modalités• conduire en 4 blocs 

En cas d’aléas sur un bloc,  tenter analyse statistique sur 3 blocs

A l’intérieur des blocs les modalités sont randomisées

à  Thorigné d ’Anjou les essais sont systématiquement conduits en 4 blocs

Choisir les parcelles avec précaution :Sur des sols homogènes • Nature, profondeur, potentiel• Des précautions :

un regard sur la carte géologique, des sondages à la tarière ou à la bèche

Une caractérisation de la flore initiale sur prairies permanentesUne analyse de sol initiale (physique et chimique)

pH, MO, N total, C/N, P2O5, K2O, CaO, MgO, CEC Metsonvérifier l’absence de facteur limitant majeur

Des blocs placés perpendiculairement au gradient de fertilitéEloigner les essais des haies (ombre, système racinaire)Protéger les essais des intrusions

à Thorigné d’Anjou : une absence d’essai pendant les 4 années précédentes

Choisir la taille des parcellesDans les essais conduits en fauche  :• des parcelles élémentaires de 3 m x 10 m (en jalonnant à 3,20 m de large)Plusieurs avantages :• utiliser du matériel classique d’exploitation• mesurer le rendement sur une surface significative

10 x 1,5 m soit 15 m² avec une récolteuse d’essai• s’affranchir des effets de bordure• réaliser des mesures analytiques sur placettes

Peuplements, compositions botaniques,… Des allées entre blocs :• pour facilement circuler entre blocs avec le matériel• semées en herbe et broyées pour limiter le développement des adventicesDans les essais pâturés• pour se rapprocher des conditions réelles d’utilisation 

piétinement, bouses et pissats• des parcelles plus grandes (12 x 18 m par ex)

Exemple de dispositif bloc

7 modalités4 blocsParcelles élémentaires

3 m x 10 m

Longueur 80 mLargeur  32.4 mSurface 2592 m²

8 m

B4 B4 B4 B4 B4 B4 B4

8 m

B3 B3 B3 B3 B3 B3 B3

8 m

 

B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2

8 m

5m B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 5m

8 m

Gradientde 

fertilité

Les autres choixLe rythme d’exploitation (pâturage vs fauche) en fonction :• du mode d’exploitation envisagé• des modalités testées

La durée de l’essai en fonction :• des objectifs de l’essai,• du type de prairie implanté

Sur les prairies de longue durée :• avec un suivi de l’évolution de la composition prairiale• une durée de 4 ans constitue un bon compromis

au‐delà risque de se diversifier 

Réaliser des mesures précisespour des réponses fiables

La mesure du rendementA chaque cycle sur prairiesAvec :• Récolteuse d’essai fourrage

temps de récolte approximativement divisé par 3 / motofaucheuse• Motofaucheuse

sur associations céréales protéagineux (végétation trop haute)Vérification de la longueur récoltée impérative Mesure du taux de MS :

pesée échantillon  vert le plus rapidement possible (balance précision 1 g) séchage étuve (105° ‐ 24H)stockage au congélateur si étuve non immédiatement disponiblepesée échantillon secl’utilisation de sacs micro‐perforés facilite les manipulations

Mesure de la hauteur après coupe :avec un herbomètre à plateau (10 mesures par parcelle élémentaire)vérifier si fauche réalisée à la hauteur souhaitée

La mesure de la composition botaniquePertinente dans les essais concernant les associations végétales

prairies à flore variée, associations graminées légumineuses, associations céréales – protéagineux

L’évaluation à chaque cycle de la composition pondérale en % MS tri d’une placette représentative (0.5 m x 0.5 m)graminées, légumineuses, diversesséchage des composantes à l’étuve (24 H ‐ 105°)

Dans les essais concernant les prairies à flore variéecomposition pondérale détaillée, avec la même méthodologietri des espèces semées + diverses chaque année au 2ème cycle

Mesures chronophages :environ 35 minutes pour une composition simplifiéeenviron 2 H 30 pour une composition détailléesaisie des résultats sur support informatique comprise

L’évaluation visuelle du % de légumineuses n’est pas fiable

La prédiction de la valeur alimentaireLorsque  cela s’avère pertinent / objectifs de l’essai

Des prélèvements sur chaque modalité :¼ dans chaque bloc

Les analyses de laboratoire concernent  au minimum :MS, MM, MAT, CB, P, Cala digestibilité enzymatique à la pepsine cellulase pour prédire la dMO

Les valeurs :énergétiques (UFL, UFV), azotées (PDIN ,PDIE), d’encombrement (UEB, UEL) sont prédites conformément aux recommandations INRA 2007les teneurs en P et Ca sont exprimées en minéral absorbable

En intégrant le % de légumineuses

La prédiction des valeurs alimentairesLes échantillons peuvent être envoyés au laboratoire :• congelés• après séchage à l’étuve à 60° pendant 72 H

température conseillée pour éviter des réactions de Maillard

Dans le cas des associations céréales ‐ protéagineux :• analyse séparée des constituants (de 2 à  4)• valeur nutritive calculée au prorata de la contribution pondérale de chacun 

des constituants : hypothèse d’additivité des valeurs.• approche permettant de quantifier l’incidence des protéagineux

sur la valeur de la céréale associée

Les hauteurs d’herbe

Avec un herbomètre à plateau :• avant fauche • après coupe• après pâturage

Elles peuvent être utilisées :• pour caractériser les modalités expérimentales• pour un suivi de la cinétique d’évolution des hauteurs d’herbe 

En aucun cas elles ne devront être utilisées pour évaluerdes écarts de rendement entre modalités expérimentales

La qualité d’implantationLe semoir doit être réglé avec précision :• les quantités réellement semées doivent être contrôléesLe contrôle des taux de levée est problématique sur prairies :• nous cherchons actuellement à finaliser une méthode d’évaluation  Sur associations céréales ‐ protéagineux les peuplements :• nb pieds, nb d’ épis sont mesurés en post levée et au stade floraison des 

céréales (avec calcul du taux de levée et du taux de tallage des céréales)• sur une placette de 3 rangs x 1.5 m Sur prairies des notations de recouvrement :• au printemps de l’année 1, pour caractériser la qualité d’implantation• note sur 6 points  pour les graminées, légumineuses, diverses, sol nu• sur un quadra de 0,5m x 0,5m• à réaliser par 3 notateurs pour plus de sécurité

Les autres mesures et enregistrementsUne  analyse des conditions météorologiques :• est indispensable• la pluviométrie doit être enregistrée sur site• les données de températures et d’ETP peuvent provenir d’une station 

météorologique proche• un calcul du bilan hydrique simplifié (f : RU, pluviométrie et ETP)

informations sur les phases de déficit hydrique et d’excès d’eau

Les autres enregistrements :• le précédent, les itinéraires culturaux, les modalités de semis• la fertilisation et les amendements• les maladies et ravageurs peuvent faire l’objet de notations qualitatives

Réaliser l’interprétation des résultats

Vérifier les données pour faire la chasse aux erreurs :de saisiede calculs

L’analyse statistique comprend :des analyses de variancedes tests de comparaison de moyennele calcul de la puissance de l’essai

L’ écart type résiduel et le CV :donnent une évaluation de la variabilité de l’essai

La répétition des essais

Il est très imprudent de conclure sur les bases d’un seul essai

Les conditions de milieu influencent fortement les résultats

La répétition et le regroupement des essais :• permettent d’évaluer les solutions robustes• au minimum 3 répétitions pour les essais annuels

Les moyens nécessaires

il faut s’assurer de disposer des moyens nécessaires :matérielshumainsfinanciers 

Cela conduit à réaliser une prévision réaliste :du temps nécessairedu budget

L’ensemble des considérations évoquéesconstituent les composantes du protocole

Annexes

Prévision de la valeur alimentaire

Prévision de la valeur alimentaired’un fourrage

INRA,  BAUMONT et al, 2009 

+ Mesure MM(MS‐MM =MO)

Prévision de la dMO

INRA,  AUFRERE et al, 2007 

Prédiction de la dMO à partir de ladigestibilité enzymatique à la pepsine‐cellulase

INRA             2007