Augmenter lefficacit de lazoteUne ncessit environnementale et conomique

140

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1884

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

lui seul, le gaz naturel, dont le prix est li celui de lnergie, expliqueplus de 50% du cot de production des engrais azots. Et on sattend voir ce prix augmenter sur le long terme. Dans le mme temps, pour faireface la faiblesse des stocks mondiaux de crales et dolagineux, ilfaudra produire plus, afin dassurer la scurit alimentaire de la plante.Pour cela, il faudra de lazote et son utilisation devra tre encore plusefficace.

+ 40%efficacitN minral

Dveloppement de la production agricole

Production de crales + colza

Fertilisation raisonne

volution de la production agricole compare avec les livraisons dazote minral

Amliorer lefficacit de lazote cest la fois une ncessit conomique, car pour maintenir ou amliorer sa marge, lagriculteur doit rechercherles conomies possibles en engraisun engagement de dveloppement durable, car laugmentation de lefficacit de lazotesaccompagne dune diminution des risques de fuite dazote dans lenvironnement.

Livraison dazote minral

Les agriculteurs ont intrt amliorer lefficacit des apports dazote. Des progrs considrables ontdj t accomplis : en 2008, en France, avec des quantits dazote 10% infrieures ce quellestaient en 1990, on a produit 30% de crales et dolagineux en plus. Le fractionnement,lajustement de la dose, la meilleure prise en compte de lazote fourni par le sol et les apportsorganiques expliquent ces progrs.

Les progrs du raisonnement depuis 1990

Base 100 en 1990

Sources : AGRESTE pour production de cralesUNIFA pour livraison d'N minral

Bl tendreOrgeMas grain

La productivit lorigine dune meilleure valorisation de lazote

70

60

50

40

30

20

10

0

Une unit dazote N produit plus de grains quand le rendement augmente

Agreste-enqute 2006 sur les pratiques culturales

Lindicateur defficacit de lazote le plus simple peut se calculer en divisant le rendement en grainspar la dose totale dazote apporte. Contrairement une ide reue, cest avec les meilleursrendements que lon valorise le mieux lunit dazote. Cest ce que montrent les rsultats de lenqute Pratiques Culturales du Ministre de lAgriculture, conduite fin 2006 sur plusieurs milliersde parcelles.

Leau et lazote sont les deux moteurs principaux de la croissance vgtale, les autres lmentsnutritifs constituant en quelque sorte les moteurs auxiliaires indispensables au fonctionnement dumtabolisme de la plante.

Lazote stimule la synthse de la chlorophylle et des protines, acclre lextension du couvert etpermet dinstaller une plus grande surface foliaire. Plus la photosynthse est active, plus la plantefabrique de la biomasse et augmente son rendement.

kg de grain par unit dazote apporte

Classes de rendement en q/hamoins de 50 50-60 60-70 70-80 80-90 90 et plus

Lazote fuit en changeant facilementde forme chimique De lpandage jusqu son absorption par les plantes, lazote suit un cycle au cours duquel son tatchimique subit de nombreuses transformations.

Reprsentation simplifie du flux dazote dans les sols (daprs M. A. Sutton 2007)

Ici la parcelle est reprsente par

un tuyau dans lequel entre lazote

des engrais et des apports

organiques et do sort lazote

contenu dans les rcoltes. Ce tuyau

est perc. Les fuites sont

reprsentes par des composs

azots solubles dans leau et

dautres qui schappent vers

latmosphre.

Lentrainement du nitrate dans leau Quelle que soit la forme de lapport (engrais minral ou apport organique) lazote se transformeprogressivement en nitrate sous laction des bactries du sol. La forme nitrate est celle que les plantesprfrent et quelles absorbent le plus rapidement lorsquelles sont en croissance active.Mais le nitrate a aussi la particularit de ne pas tre retenu par le sol ; il circule avec leau. Cestpourquoi, sil nest pas absorb par les racines des plantes, il peut tre entran en profondeur parlexcs deau qui percole, et atteindre la nappe. Le lessivage du nitrate a lieu gnralement en hiver, enpriode de drainage avec une vgtation au repos. Le risque de lessivage est en partie li la dosedengrais apport mais pas sa forme. Il dpend aussi dautres conditions comme la gestion desrsidus aprs rcolte, la minralisation du sol lautomne et limplantation ou non dun couvert vgtalpour piger le nitrate avant lhiver.Alors que les pertes de nitrate se chiffrent en dizaines de kg dazote par hiver, les autres compossazots entrains par leau sont en quantit faible, nexcdant pas le kg.

Les pertes gazeuses dazote, multiples et mal connues La perte dazote sous forme gazeuse rsulte principalement de la volatilisation de lammoniac. Ellepeut atteindre quelques dizaines de kg dazote, quivalente la fuite de nitrate. La volatilisation seproduit la suite de lpandage dun engrais azot ou dun apport organique. Cette perte estextrmement variable selon les formes dazote apportes, les modes dapport et les conditionsmtorologiques au moment et aprs lpandage.Les mcanismes de la volatilisation, les pratiques permettant de lviter et des rsultats exprimentauxsont prsents dans les pages 8 11 de cette brochure. Lammoniac ne reste pas dans lair, il seredpose sur des terres agricoles ou sur des espaces naturels quil peut contribuer eutrophiser enleur apportant un excs dazote (lacs, tourbires, milieux humides).

Les autres pertes gazeusesLactivit des microorganismes du sol est lorigine dmissions dautres gaz azots (protoxydedazote N2O, oxydes dazote NOx, diazote N2). Ces pertes se produisent tout au long de lanne etsont lies aux processus biologiques de nitrification et de dnitrification (transformation delammonium en nitrate puis en diazote). lexception du diazote N2 gaz inerte, les autres gaz azots sont des composs ractifs quicontinuent de se transformer dans lair. Leur dispersion entrane des risques pour la sant (les oxydesdazote provoquent lapparition de pics dozone en t). Le protoxyde dazote fait partie des gaz effet de serre dont laugmentation de la concentration a t constate dans latmosphre au cours dusicle dernier.

Efficacit de lazote

Gagner en efficacit en ajustant les apports dazote

Calculer au plus juste la dose dazote na dintrt que si on peut lpandreavec prcision. De mme, le fractionnement visant cibler les apports auplus prs des besoins du vgtal, implique de minimiser les pertes enchoisissant bien la forme dazote. Cest en travaillant simultanment sur cesdiffrents axes que lon pourra encore faire progresser les pratiques et ainsiaugmenter lefficacit de lazote apport tout en limitant son utilisation.

Comment calculer la juste dose dazote ? Se baser sur un objectif raliste de rendement (moyenne des trois annes sur cinq ans en liminantles extrmes).Tenir compte de lanalyse du reliquat dazote minral dans le sol la sortie de lhiver ou de sonestimation, grce aux rseaux locaux de mesure.Estimer lazote fourni par la minralisation de la matire organique du sol et par les apportsorganiques.

Comment choisir la forme dazote la plus apte rduire les pertes ?

En cas dincorporation de lazote avant semis ou avec des localisateurs dengrais sur le semoir ousur une bineuse, toutes les formes dazote sont utilisables. Lincorporation peut se faire entre lesrangs de mas avec un quipement de dents ou de coutres.En cas dapport sur vgtation (cultures, prairies) : la forme nitrique est prfrable aux formesurique et ammoniacale sensibles la volatilisation en particulier si lapport est tardif et en priodede temps chaud et sec.

La dose juste

Le fractionnement

La forme adapte

Le pilotage et lajustement

Lpandage prcis

Comment fractionner pour augmenter lefficacit ? Fractionner davantage, jusqu 4 apports dazote possible sur bl.Limiter la dose au premier apport la reprise de vgtation car les besoins sont faibles cettepriode sur crales.Le dernier apport est trs bien valoris pour la teneur en protines du bl en labsence de maladiesau stade de la dernire feuille avant lpiaison.

Comment ajuster au besoin exact ? Pour les derniers apports, piloter les doses laide dun outil qui value le besoin nutritionnel de la culture.

Moduler la dose apporte lintrieur du champ selon les htrognits constates par loutil de pilotage.

Comment conomiser de lengrais par la prcision de lpandage ? Contrle de rampe pour la solution azote.Pese embarque sur lpandeur port permettant un rglage en continu du dbit et une trsbonne prcision de la dose dengrais granul pandue.Contrle de la largeur dpandage pour sassurer dun recouvrement optimal des passages derrirelpandeur.

Lpandage dengrais granul en grande largeur plus de 28 mtres est plus sensible des facteurs comme la pente du terrain, le vent, lhy-gromtrie... Il est ncessaire de disposer dun appareil capable djecter les engrais sur plus de 36 mtres et dutiliser un engrais sphriquesuffisamment lourd (densit >0.8) et gros (diamtre moyen >3mm) qui sera projet plus loin.Le dossier technique de lUNIFA Gagner en efficacit avec lazote minral est tlchargeable sur le site www.unifa.fr avec plus dinforma-tion sur les cinq cls de succs de la fertilisation azote.

Les zones vulnrables et la protection des captages deau Les zones vulnrables classes au titre de la Directive nitrates disposeront fin 2009 dun 4me plan daction sign du

prfet du dpartement. La conditionnalit des aides PAC comporte plusieurs obligations concernant la fertilisation azote dorigine minrale

et organique en zone vulnrable. Les SDAGE (Schmas directeurs damnagement et de gestion des eaux), consultables sur les sites des six agences

de leau, prvoient des mesures pour protger les aires dalimentation de captage deau potable. Les SDAGE devront permettre la France de restaurer le bon tat cologique des eaux en conformit avec

lobjectif europen de la DCE (Directive Cadre sur lEau).

Pince N Tester

GPN Pilot

Comment prvenir le risquede la volatilisation dazote ?

De nombreux mcanismes biologiques et physico-chimiques sont loriginedes pertes gazeuses des sols en azote. Mais il faut savoir que la quantit enjeu est bien plus importante dans le cas de lammoniac NH3 et que les pertesse produisent dans les heures et les jours qui suivent lpandage, lorsquelengrais commence se dissoudre et se trouve en contact aveclatmosphre.

3

NitriqueNO

Ureque AmmoniacaleNH

Ammonitrate

Solution azote

Ure

Hydrolyse Nitrification

4 3

VolatilisationPertes NH

+ -

La volatilisation de lammoniac augmente

sous leffet de facteurs

physico-chimiques bien connus

(pH suprieur 7 autour du granul

dengrais, air sec et chaud, vent ).

Elle concerne tous les fertilisants

contenant une fraction importante dazote

urique et ammoniacale

(lisier, fumier, fientes ainsi que certains

engrais minraux).

Les formes urique et ammoniacale de lazote doivent dabord subir des transformations dans le sol(hydrolyse puis nitrification) avant que lazote ne devienne facilement disponible pour les cultures. Laforme nitrique de lazote NO3

- nest pas expose au risque de la volatilisation dammoniac. Lure quilve localement le pH du sol autour des granuls, la solution azote et la fraction ammoniacale des ammonitrates sont soumis des degrs divers au risque de volatilisation. En revanche, les nitrates (de potassium, de calcium...) sy soustraient totalement.

Temprature du sol

Hydrolyse de lure en ammonium

Temprature du sol

Nitrification de lammonium en nitrate

2

10

20

4 jours

2 jours

1 jour

5

10

20

6 semaines

2 semaines

1 semaine

Source : Vilsmeier and Amberger (1980-1984)

% de l'azote sous forme

*Comit d'orientation pour les pratiques agricoles respectueuses de l'environnement

Les techniques pour prvenir le risque de volatilisation sont bien connues : enfouissement immdiatdes fertilisants azots, choix de la forme nitrique de lengrais azot. Cependant lorsque lazote estapport sur des cultures en place (crales dhiver, colza, prairies), lenfouissement nest paspossible. Limportance des missions va alors dpendre de la pluie survenant dans les heures ou lesjours qui suivent lpandage car cest elle qui permettra la dissolution et linfiltration des formesuriques et ammoniacales dans le sol pour les soustraire du contact avec latmosphre.

Mais comment peut-on prvoir la pluie ? Combien dazote risque-t-on de perdre ? La zone dincertitude est grande, elle amne souvent les agriculteurs surdoser pour prendre uneassurance sur ces pertes probables. Les recommandations sont, par exemple de majorer lapportdazote de 10 15% avec la solution azote sur crales dhiver, de 15% avec lure pandue lasurface du sol sans incorporation sur mas. Cette pratique nest satisfaisante ni pour le portefeuille, nipour lenvironnement. En effet, le surdosage peut laisser un excs dazote dans le sol aprs rcolte cequi accroit le risque de lessivage lhiver suivant.

Type dengrais azots

SOLIDE

Ure

Sulfate dammoniaque

Sulfonitrate dammoniaque

Ammonitrate

Nitrate de calcium

Nitrate de potassium

GAZ (avec enfouissement obligatoire)

Ammoniac anhydre NH3

LIQUIDE

Solution azote

Choix de la forme Prfrer la forme nitrique aux formes urique ou ammoniacale

Positionnement Avant semis : enfouir ou localiser En couverture : apporter en priode de forte croissance

Conditions dapport Eviter les fortes tempratures et le ventEpandre pendant ou avant un pisode pluvieux

Urique Ammoniacale Nitrique

100 %

100 %

73 % 27 %

50 % 50 %

7 % 93%

100 %

100 %

50 % 25 % 25 %

Recommandations pour limiter les missions dammoniac lors de lpandage des engrais azots minraux (CORPEN* 2006)

Eviter les pertes, lagriculteur y gagne,lenvironnement aussi !

Des dispositifs coteux permettent de mesurer la quantit dammoniacperdu la suite dapport dengrais azots sur des crales ou des prairies. EnGrande Bretagne, ce travail financ par le Ministre (DEFRA) montre lagrande variabilit des pertes et leffet trs significatif du type dengrais choisi.

Sur les 28 sites exprimentaux quips entunnels de ventilation pour la mesuredammoniac, la perte a t en moyenne de 22%de lazote apport sur crales dhiver et de 27%sur prairies avec lure. Les rsultats sontexprims en % de lazote apport. Cette pertentait que de 2% avec les ammonitrates et de

14% en moyenne avec la solution azote sur crales dhiver. Les pertes sont trs variables aprschaque apport allant de 2% 43% de lure apporte sur crales dhiver.Elles ne sont pas prvisibles. 0 %

- 5 %

- 10 %

- 15 %

- 20 %

- 25 %

- 30 %

Mesure des pertes moyennes dazotepar volatilisation dammoniac

Cultures annuelles (13 sites)

Perte en % du N apport

Prairies (15 sites)

Source DEFRA 2003 2005

Sur dix essais de bl tendre, la dose dazoteoptimum permettant d'obtenir le meilleur rendementa t dtermine.En moyenne il a fallu respectivement 30 kg et 50 kg dazote supplmentaire avec lure et lasolution azote pour arriver au mme rendementquavec lutilisation dammonitrate.

AmmoAmmo

Solution

Ure

Ure

240

220

200

180

160

140

120

100

Avec les ammonitrates, conomie de 30 50 kg N/haPour obtenir 88 q/ha de bl tendre

(moyenne de 10 essais) il faut :Dose optimum en kg/Nha

Source DEFRA 2004 2005

Ammo

Solution

Ure

Pertes moyennes dazote par volatilisation

en % du N apport - Source DEFRA 2005

+ 30 kg N/ha

+ 50 kg N/ha

En France, 8 essais comparant l'utilisation rpte d'ammonitrate et d'ure l'chelle de lasuccession de cultures ont donn leur premiers rsultats en 2008 (aprs une anne de diffrentiationen 2007). Sur certains sites, des diffrences trs marques ont t observes selon les formesd'azote utilises depuis 2 ans :

Il faut une dose dazote plus leve avec lure apport tous les ans pour atteindre loptimum derendement soit +40 kg de N sur lessai bl et +80kg sur lessai colza. la dose calcule par le bilan prvisionnel (dose objectif) lutilisation de lammonitrate procure ungain de rendement de +5 q/ha respectivement en bl et en colza.

Lobjectif de ces essais est de mesurer sur plusieurs annes lefficacit de la fertilisationazote avec ces deux engrais.

40

38

36

34

32

30

28

26

24

22

20

Rendement du colza pour diffrentes doses dazote(essai dans la Vienne 86)

0 50 100 150 200 250 300

24,3

28

28,2

35,9 36

38,236,8

38,9

32,6 33,3

30,9

35,9

Rendement optimum :80 kg N/ha conomis aveclammonitrate

120

110

100

90

80

70

60

50

Rendement du bl dhiver pour diffrentes doses dazote (essai en Ile et Vilaine, 35)

0 40 80 120 160 200 240 280

53,4

92,2

64,2

104,8109,8

116,6116,5

100,3102,8

96,4

Rendement optimum :40 kg N/ha conomis aveclammonitrate

Ammonitrate tous les ans

Ure tous les ans

107,9

q/ha

q/ha

Economiser en utilisant de lazote plus efficace

109,6

Ammonitrate tous les ans

Ure tous les ans

Lefficacit de la fertilisation azote a progress grce la prcision du calcul des doses, aufractionnement et lajustement des apports. La rduction de la volatilisation de lammoniac la suitede lpandage des engrais azots est un levier important pour obtenir de nouveaux gains defficacit.

Limiter les pertes dazote devient un engagement fort du dveloppement durable pour la foisprserver la rentabilit conomique, remplir la mission de nourrir les hommes et protgerlenvironnement.

Cette dition ADA labore conjointement par les agronomes de cinq producteurs industriels dazotefournit des conseils pratiques pour gagner encore en efficacit et permettre aux agriculteursdamliorer encore leur rsultat conomique et leur comptitivit.

Pour en savoir plus :www.azote.infowww.comifer-asso.frwww.ecologie.gouv.fr entrer CORPEN www.unifa.fr

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