| Publié le 14/03/2023 | Télécharger la version pdf |
La fertilisation en ACS – résultats des essais menés par Arvalis en système ACS
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Les 24 janvier 2023 a eu lieu la journée technique APAD « Fertilisation en ACS », à Nouant le Fuzelier (41). En partenariat avec Arvalis, ce fut l’occasion de revoir certaines bases sur le cycle de l’azote, de conforter scientifiquement les observations des agriculteurs en ACS sur leurs pratiques de fertilisations, et de découvrir de nouvelles approches autour de la nutrition des plantes. Merci aux intervenants et aux agriculteurs présents lors de ces journées pour leur mobilisation ! |
Evolution du cycle de l’azote
En Agriculture de Conservation des Sols, les pratiques des agriculteurs (SD, couverts végétaux, fertilisation organique favorisée…) ont un impact sur le cycle de l’azote. Le schéma ci-dessous permet de bien comprendre les effets de l’ACS dans le cycle de l’azote
Figure 1 : Schéma simplifié du cycle de l'azote et des effets de l'ACS (en violet)
Les agriculteurs observent souvent en ACS des différences dans la croissance des plantes qui peuvent être liées à l’azote (dynamisme au démarrage ou à la sortie de l’hiver…). Arvalis s’est donc penché sur la question en menant des estimations sur la minéralisation en système conventionnel et en système ACS.
La minéralisation de l’azote organique présent dans le sol dépend de deux facteurs : la vitesse potentielle de minéralisation (Vp), dépendant des propriétés du sol (pH, argile, CaCo3, C/N, stock d’azote organique), et le nombre de jours normalisés (JN) (c’est-à-dire le nombre de jour à 15°c et à sol à la capacité au champ).
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Afin de déterminer les potentielles différences entre les systèmes en labour et ceux en semis direct, Arvalis a estimé les vitesses potentielles de minéralisation sur des périodes allant de 9 mois à 10 ans (par des analyses de sols, en utilisant les indicateurs cités précédemment), sur des parcelles étant conduite soit en labour, soit en SD ou TCS depuis 15 à 30 ans. D’après les résultats exposés dans le graphique ci-contre, on ne note pas de différences significatives entre les Vp en labour ou les Vp en SD ou TCS. La vitesse de minéralisation semble donc assez peu dépendante du travail du sol. |
Le second facteur, le nombre de jours normalisés, semble lui impacté par le travail du sol. De la sortie de l’hiver (15/02) à la fin du printemps (30/06), Arvalis relève une température du sol moyenne supérieur de 0.5°C dans les systèmes travaillés.
Cependant, la différence en termes de minéralisation reste faible, avec moins de 10kgN/ha minéralisé en plus dans les systèmes travaillés.
Cependant, certains facteurs sont encore à étudier, qui peuvent avoir un effet sur le nombre de jours normalisés : l’effet du couvert végétal notamment et l’impact conjoint des résidus laissés en surface et de la réduction ou l’absence de travail du sol.
Le fractionnement de la fertilisation azotée sur blé tendre
Chez les agriculteurs en ACS la question de fractionnement ou pas les apports d’azote est souvent posée. Afin d’y répondre, Arvalis a mis en place un protocole sur un réseau d’essais de 14 parcelles en blé tendre d’hiver, avec les modalités suivantes :
- « Fractionnement Classique », c’est-à-dire 40 kgN/ha au tallage, 40 kgN/ha à la dernière feuille, et le reste de la dose préconisée à épi 1 cm.
- « Tout avant Montaison » : la dose préconisée est apportée en totalité au stade tallage.
- « Avant montaison + Apport protéine » : la dosé préconisée est apportée au stade tallage, sauf 40 kgN/ha réservés pour un apport à la dernière feuille.
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D’après les résultats sur l’année 2022, on ne note pas de différences significatives sur les rendements entre les modalités fractionnement et toute la dose avant montaison (si un point est sous la ligne en diagonale, c’est que l’effet est négatif sur le rendement : on voit que la majorité des points sont sur la ligne médiane). Cependant, on note un bénéfice sur la protéine à répartir la dose d’azote en 2 apports. Au contraire, l’impasse de l’apport tallage en ACS pénalise le rendement, mais augmente le taux de protéines. Au vu de ces premiers résultats, au moins 2 apports restent donc recommandés en ACS, notamment pour la qualité. Il semble également nécessaire de favoriser l’apport au tallage. |
Les résultats de ces essais rejoignent les observations des agriculteurs en ACS, pour lesquels apporter une partie importante de la dose d’azote lors du premier apport permet de sécuriser le rendement et un apport supplémentaire permet d’assurer la qualité.
L’optimisation de l’absorption de l’azote apporté par la plante, pour le rendement ou la protéine, nécessite une pluie de 15 à 20 mm après entre les 15 jours suivant l’apport En effet, lus du temps s’écoule entre l’apport et la pluie, plus les pertes augmentent sous forme de volatilisation ou d’organisation par les organismes du sol. Même s’il semble que la plante verdit après l’apport, l’efficience est faible.
La forme azotée à privilégier
Si l’intérêt du fractionnement azoté était le premier motif de recherche dans ces essais, Arvalis a également souhaité s’intéresser aux formes azotées appropriées en ACS. En d’autres termes, faut-il privilégier l’urée à l’ammonitrate, notamment pour des apports faits tôt en sortie d’hiver ? Bien que ces essais aient été réalisés à l’échelle de la France, ils ont été soumis à des conditions climatiques plus ou moins favorables à la valorisation des apports azotés (rareté ou absence de pluie, forte volatilisation, etc…). Les essais ayant été réalisés avec tout type de fractionnement confondus ne permettent pas de donner des différences significatives entre l’apport de type urée et l’apport de type ammonitrate. La forme d’azote apportée et le type de fractionnement ne donnent donc pas de différences significatives ni sur le rendement de la culture ni sur la teneur en protéine du blé. Certaines conditions de faible pluviométrie ont permis néanmoins de montrer que, en conditions défavorables, l’ammonitrate pouvait présenter un léger avantage et être mieux valorisée que l’urée par le blé. Même si certaines valeurs indiquent en tendance que l’ammonitrate fractionné serait plus efficiente que l’urée et l’absence de fractionnement, ces résultats ne sont pas significatifs et ne se basent que sur une seule campagne d’expérimentation.
Figure 4. Tableau récapitulatif des essais croisés entre fractionnement et forme d'azote apportée aux blés. Le tableau se lit en ligne : par exemple on voit que l'urée avec fractionnement classique donne -0.7qtx/ha de moins que l'ammonitrate en fractionnement classique.
Outre l’impact de la forme sur le rendement et le taux de protéine, il serait intéressant de travailler sur l’impact du type de produit sur la fertilité biologique du sol. Par contre, quantifier au champ l’impact sur les indicateurs de la fertilité biologique demande un menu de mensures et un protocole d’échantillonnage très spécifique, ainsi que le référentiel pour établir un diagnostic. Des études spécifiques à la question de la fertilité biologique et des impacts des pratiques agricoles sont en cours. Le réseau d’essais ACS en collaboration avec l’APAD est une opportunité pour chercher la réponse à ces questions dans le futur.
Affiner les apports de soufre
Le soufre est un nutriment nécessaire au bon fonctionnement de la plante, car il intervient dans la synthèse des protéines, il est le constituant indispensable des acides aminés comme la cystéine cystine et méthionine. Il est également indispensable à la formation des chloroplastes et donc à la photosynthèse.
Le cycle du soufre est proche de celui de l’azote et on peut le représenter sous forme de schéma reprenant les principaux processus déjà évoqués Figure 1.
Il est donc essentiel de raisonner les apports de Soufre en fonction des besoins et exportations des cultures car il n’existe pas d’outils de diagnostic fiable pour connaître les besoins en temps réel de la plante.
Source COMIFER besoins par culture exprimé en SO3 / ha
Le soufre est principalement stocké dans les océans et la lithosphère, dont les sols, mais très peu dans l’atmosphère. L’atmosphérique est plus un compartiment de transfert des flux de soufre, ces deniers sont très dépendants des émissions liées à l’activité humaine, principalement l’extraction des ressources minières et les industries. Pourtant, ces émissions ont fortement baissé depuis les années 1980 diminuant les retombées de soufre sur le sol. Nous sommes donc passé de 60 kg/ha/an en 1980 à 3.3kg/ha/an de soufre en 2013.
La plante absorbe le soufre minéral soluble sous la forme sulfate (SO4²-) issus de la minéralisation du soufre organique contenus dans le sol, pour un bilan de 2 à 80 kg/ha/an. Cette minéralisation dépend de l’humidité, température et oxygénation du sol. Les autres sources d’apport ensoufre sont les fumiers lisiers, les résidus de cultures (les brassicacées sont les plus riches) et les apports sous forme minérale par la fertilisation.
Cependant, le sulfate (SO4²-) est également très lixiviable, donc les pertes peuvent, en cas de cumul de pluie hivernale important, représenter jusqu’à 125 kg/ha/an, en moyenne 5 à 30 kg/ha/an. Il est également mobilisé par la biomasse microbienne dans le processus d’humification.
Les préconisations d’apport sur céréales à paille peuvent se raisonner comme suit :
Ces préconisations sont valables en système conventionnel. De très nombreux agriculteurs en ACS font des apports de soufre plus conséquents avec en général 1 unité de soufre pour 2 unités d’azote. Il est cependant nécessaire d’affiner ces pratiques par des essais. Des travaux seront menés rapidement pour essayer de répondre à cette question des apports soufrés.
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Observations de carence sur céréales à paille, elles apparaissent par foyer début montaison sur les feuilles jeunes, avec apparition de rainures jaunâtre sur la feuille. |
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En cas d’observation de carences sur les feuilles de Colza (décoloration entre les nervures), il faut intervenir rapidement en pulvérisant 100 kg/ha de sulfate d’ammoniaque, dilué dans 500 l d’eau pour éviter les brûlures des plantes. Pour la culture du Colza il est conseillé (Terres Inovia) d’apporter 75 kg/ha de soufre SO3 au stade début montaison. |
Enfin, une autre forme d’apport régulièrement réalisé est le soufre élémentaire. Cette forme soufrée est utilisée en sol basique pour acidifier la ligne de semis et rendre ainsi disponible des éléments potentiellement bloqués par le pH basique, le phosphore notamment. Cette pratique serait également à approfondir pour mieux la caractériser et quantifier son impact sur la nutrition des plantes et l’optimisation des pratiques de fertilisation.
Bio stimulant Essais Arvalis
Avec l’augmentation du coût des engrais azotés et la prise de conscience que la nutrition des plantes ne passait pas uniquement par NPK, l’usage des biostimulants est en plein boom. Quels retours d’expériences avons-nous ?
Un biostimulant des végétaux est un produit qui stimule les processus de nutrition des végétaux indépendamment des éléments nutritifs qu’il contient, dans le seul but d’améliorer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes des végétaux ou de leur rhizosphère :
a) l’efficacité d’utilisation des éléments nutritifs ;
b) la tolérance au stress abiotique ;
c) les caractéristiques qualitatives ;
d) la disponibilité des éléments nutritifs confinés dans le sol et la rhizosphère.
Ils peuvent être constitués d’acide aminés, de bactéries, champignons, acide humique, acide fulvique, ou bien encore d’extrait de plantes (liste non exhaustive).
Arvalis a notament testé en 2022 trois de ces produits : Kaïshi (14 essais), Blue N (17 essais), GoActiv (23 essais) principalement sur BTH
La synthèse des résultats de l’étude sont les suivants :
En conclusion les essais Arvalis n’ont révélé aucun effet significatif sur le rendement et teneur en protéine en sachant que l’étude ne porte que sur une année. Il est cependant important de poursuivre la réflexion en se posant ces questions : Quelle est la plus-value de ces produits sur le sol, la plante ? Quelles sont les conditions optimales pour qu’il fonctionne ? et quels bénéfices par rapport au coût économique ?
Témoignage de Clément Ambrois, Agriculteur en ACS à Thoigné (72)
Je me suis installé avec mon père, Philippe, sur une exploitation en ACS depuis 2012, avec un atelier porc et un atelier taurillons. L’ancienneté des pratiques de conservation des sols, appliquées sur des terres à bon potentiel et accompagné d’apports d’effluents organiques diversifiés (lisier de porc et fumier de bovin) nous permettent d’avoir de bons résultats.
Lorsque je reprends une seconde exploitation, le contexte n’est pas le même : Terres hydromorphe (Argile verte) et inondable, avec un historique de Colza-Blé-Orge, résidus exportés et aucun engrais de fond. Je relève le défi d’emmener les parcelles à leurs potentiels en mettant en place l’ACS, et surtout, en remettant en place un bon fonctionnement physico-chimique.
Cela commence par la gestion de l’eau : Les parcelles sont mises en niveau afin d’éviter les engorgements d’eau et les inondations. Les parcelles concernées sont nivelées au bull pour évacuer l’eau stagnante lors des crues de rivières.
L’étape suivante concerne les pH : il est essentiel de redresser les pH par des apports de calcaire : Selon les rapports K/Mg des parcelles, j’utilise soit des carbonates, soit des dolomies.
Les apports de Gypse (CaSO₄ · 2 H₂O), permettent aussi d’augmenter la quantité de calcium assimilable dans le sol. Le gypse a aussi comme propriétés de chasser les ions sodium, de libérer les argiles et donc, d’améliorer la porosité naturelle du sol. En routine, je fais des apports annuels de 200kg/ha de gypse. Quand le sol a besoin d’une importante correction, cela peut monter à 3T/ha.
Ensuite, vient la prévention et la gestion des carences. Après avoir étudié plusieurs approches concernant la fertilisation et les micro-nutriments, je me suis basé sur la méthode John KEMPF pour réaliser mes propres références. Grâce à une campagne d’analyses de sol (Pour connaitre les « stocks ») et d’analyses de sève en culture (Pour connaitre la mobilisation et les carences), j’ai pu établir des références sur quels sont les éléments à apporter sur telle culture pour telle parcelle. Afin de limiter des coûts, ces apports d’oligo-éléments ne se font pas « en pompier » à l’apparition des carences, mais dès le semis, par la fertilisation localisée, ce qui permet de diviser par 3 les doses apportées.
Enfin, pour accélérer la mise en place d’une vie du sol efficace, et donc d’un système ACS performant, je mise sur un apport d’EM (Micro-Organismes Efficaces) au semis, systématiquement, à 30L/ha, et comme acidifiant dans les applications phytosanitaires.
Les EM sont aussi utilisés sur les effluents d’élevage : Pulvérisés sur le fumier, cela permet d’accélérer le compostage. Ils sont aussi utilisés directement dans la ration des bovins. Pour la porcherie, ils sont pulvérisés sur le lisier ou directement dans le bâtiment : L’application des EM ont pour objectif de choisir la biologie présente dans la porcherie et donc de réguler les pathogènes par des bactéries sélectionnées. Les EM réduisent les pertes ammoniacales (« fixation » de l’azote) et donc les odeurs, et limitent la prolifération des mouches.
Témoignage d’Anthony Quillet, agriculteur à Montlouis-sur-Loire (37), en ACS depuis 25 ans
L’agriculture de Conservation des sols est arrivée très tôt sur les terres avec les premiers essais amorcés par mon père : Jean-Claude Quillet. Depuis près de 25 ans, l’objectif est de ramener de l’autofertilité au sol. Cultivant en partie sur des sols très sableux (bord de cher) la stratégie culturale pour redonner de la fertilité au sol a longtemps été duale. Pour les parcelles sableuses de plateau, il y a eu un apport de 250 tonnes de fumier de champignons écarté au bulldozer. 10 ans plus tard, tout avait disparu. ; malgré ces apports conséquents, les taux de matière organique n’augmentaient pas à cause de la texture sableuse avec, en plus, de l’irrigation.
J’ai alors réduit la quantité de fumier de champignons apportées (25 t/ha) sans l’enfouir. Puis un mélange de 5 tonnes de déchets verts mélangés à 6 tonnes de boue de station tous les 4 ans. La matière organique ainsi posée sur le sol faisait un « paillage » de protection et la cinétique de minéralisation de la matière organique se stabilisait. Je pense que la matière ligneuse est indispensable pour redonner de la fertilité dans des sols fragiles et sableux. Je n’ai jamais constaté de faim d’azote malgré cette matière organique ligneuses car cet apport de surface ne permet pas aux micro-organismes d’accéder à toute la matière. En couplant l’arrêt du travail du sol à des apports de MO et le développement des couverts végétaux, je suis parvenu à faire remonter les taux de matière organique au fil du temps. Des suivis ont montré que le taux de MO de certaines parcelles a augmenté d’1 point tous les 10 ans en passant de 0.5 % à 4.5 %.
Pour les parcelles de la vallée du Cher, j’ai épandu 8t/ha de boue de station pendant 15 ans puis un mélange boue + déchets verts (8t + 4t) tous les 4 ans depuis 14 ans.
La vallée du cher a été mise en culture en système conventionnel fin des années 60 avec un taux de MO de 6% qui est descendu à 1.8 % en 94. A partir de cette date, les terres sont passées en SCV et le taux de MO est remonté à 6% aujourd’hui.
Dans les terres de prairies passées en céréales en SCV en 2005 le taux de matière organique était de 6% et aujourd’hui toujours de 6.5% donc pas de baisse : ça reste stable grâce au SCV.
Pour optimiser l’augmentation des taux, je réduis au maximum les exportations de paille et, si je dois le faire, je cherche toujours à compenser cet export avec une importation de matière organique derrière. Je mise également beaucoup sur les couverts végétaux et sur les espèces utilisées de façon à avoir des plantes capables de nourrir le sol, que ce soit avec les légumineuses ou avec des plantes C4 comme le maïs ou le sorgho. De plus, les couverts végétaux tamponnent les fluctuation de température et d’hygrométrie du sol, ils contribuent à oxygéner le sol grâce à leurs racines. Autant de bénéfices permettant de protéger la vie microbienne du sol et de les placer dans de bonnes conditions de prolifération. Ainsi j’estime qu’un sol bien protégé en hiver aura moins de difficulté à redémarrer au printemps au moment où les conditions climatiques permettent à la vie microbienne de reprendre. Enfin, je suis vigilant aux pH des sols : Un pH trop acide ou trop alcalin freine le développement de la vie du sol et freine ainsi le cycle de la matière organique.
Article écrit par le comité technique de l’APAD.
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