Jp destain b godden

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La matière organique - Source de la vie du sol - Source d’éléments minéraux Jean-Pierre Destain 1 - 2 Bernard Godden 3 - 4 _________________________________________________________ AGORA – Clermont (Oise – F) 15 janvier 2013 ___________________________________________________ 1. Centre wallon de Recherches agronomiques –www.cra.wallonie.be 2. Gembloux Agro Bio Tech – Université de Liège 3. Agra-Ost asbl - www.agraost.be 4. Université Libre de Bruxelles
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  • 1. La matire organique- Source de la vie du sol- Source dlments minrauxJean-Pierre Destain 1 - 2Bernard Godden 3 - 4_________________________________________________________ AGORA Clermont (Oise F)15 janvier 2013___________________________________________________1. Centre wallon de Recherches agronomiques www.cra.wallonie.be2. Gembloux Agro Bio Tech Universit de Lige3. Agra-Ost asbl - www.agraost.be4. Universit Libre de Bruxelles

2. Plan de lexpos1. La matire organique Composante essentielle de la vie du sol.2. Les cycles du carbone et de lazote 2 cycles intimement lis.3. Effet des apports de matires organiques sur le taux dhumus et la stabilit structurale (effet long terme).4. La fourniture dazote par les matires organiques : une dynamique diffrente en fonction des caractristiques de ces matires.5. Sur quelle quantit dazote peut-on compter en cas dapports de matires organiques ?6. En pratique, comment ajuster la fumure minrale de complment ?7. Les cultures intercalaires piges nitrate, comment modifient- elles la disponibilit en azote ?8. Les apports de P2O5 et K2O par les matires organiques, sont-ilsquivalents ceux contenus dans les engrais minraux ?9. Quelques mots sur la problmatique environnementale.10. Conclusions.2 3. 1. La matire organique du sol- Chimiquement C, H, O, N (S, )SoPondralement lVolumtriquement1% air (atmosphre) 10% air (atmosphre)78% Minral50% Minral19% eau34% eau2% Matire organique 5% Matire organique3 4. Constitution de cette matire organique VivanteMorte Racines vgtaux Rsidus vgtaux racinaires ou autres Faune et microfaune(insectes, vers de terre Nmatodes protozoaires) MicrofloreHumus ChampignonsC/N = 10 Algues Bactries4 5. 2. Carbone (C) et Azote (N),2 cycles intimement lisCycle du CarboneCycle de lAzoteAtmosphre AtmosphrePhotosynthse CO2 RespirationFixateurs EngraisN2 VolatilisationCO2 Libres FixationDnitrification symbiotique VgtationMinralisationVgtationOrganisationSol SolMatire organique +C/N Matire organique + microflore 10microflore NH4+ - NO3 *La matire organique (MO) Biomasse Lessivage5 MO labile 6. 3. Evolution de la matire organique du sol(Effets longs termes)Sur le long termeHumification K1 Minralisation K2K1 Exemples Humus produit FumierK1 : 0,5 100 kg (par tonne) PailleK1 : 0,1085 kg (par tonne) Verts de betteraveK1 : 0,2520 kg (par tonne)Des composs transitoires sont forms en coursdhumidification, avec mission de CO2K2 Concerne lhumus du sol varie de 0,004 (terre calcaire) 0,025 (sol sableux) (sur un stock de +/- 30.000 kg C / ha dans la couche arable) Sources : Schvartz et al, 2005 6 7. Exprimentation long terme de GemblouxRgimes de restitution et dapports organiques Mise en exprimentation : 1959 Type de sol limoneux Argile < 2 : 12% Limon 2-53 : 85% Sable > 53 : 3% Travail du sol : labour 0-25 cm 8. Rotation : Quadriennale jusquen 1998 (betterave-crale-lgumineuse-crale) Triennale depuis 1998 (betterave-bl dhiver-orgedhiver) Parcelle lmentaire : 60 et 70 X 10m Nombre de traitements : 6 Nombre de rptitions : 6 Fumure azote : bilan prvisionnel (AZOBIL INRA-France)depuis 1998 (situation moyenne) Fumure P-K : bilan exportation restitution adapt pourchaque traitement.8 9. Les longs tours - 6 ha 09 - Essais permanentsPrairie de la zootechnie 12 11 109 8 7 6 5 4 3 2 1 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 1336 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 252 5 3 4 655 16 6 2 4 3 4 1 1 3 26 4 1 3 1242 3 1 3 5 2 5 6 5 6 4 Les fonds1 Tmoin: aucune restitution de matire organique2 Lisier + sous produits des cultures et production dengrais vert3Apport de lisier4 Apport de fumier5 Restitution uniquement des pailles6 Restitution de tout les sous produits des rcoltes et production dengrais vert. 9 10. Jusque 1998 Aprs 1998Tr 1Exportation des S/P 1 Exportation des S/PTr 2Enfouissement des S/P Enfouissement des S/P+ lisier 2 + lisier + CIPAN 4Tr 3Exportation des S/P mas + Lisier Enfouissement des S/P+ Lisier + CIPANTr 4Exportation des S/P mas + fumier 3 Exportation des S/P+ fumierTr 5Enfouissement des pailles deEnfouissement des S/PcralesTr 6Enfouissement des S/P culture Enfouissement des S/Pdengrais verts 4 + CIPAN1 S/P = sous-produits des rcoltes (feuilles de betteraves et paille de crales)2 lisier porcin 30000l/ha en tte de rotation3 fumier bovin : 30-40T/ha en tte de rotation4 vesces par la suite remplace par la moutarde (CIPAN)10 11. Rendements observs au cours des6 dernires annes(en valeur relative du traitement 1) 2002 2003 2004 200520062007MoyNature OrgeBetterave BlOrge Betterave Blculture hiverhiverhiverhiverTr1 100100100 100100 100 100Tr2 107100114 114103 103 109Tr3 96 107109 109103 103 106Tr4 100112103 111105 105 107Tr5 95 103107 98 104 104 103Tr6 105110113 107101 101 10811 12. Evolution du stock de carbone ( C ) dans la couchearable 1959 2010(kg/ha/0-20 cm) Gain ou perte Gain ou perte valeur relativeTraitement 1- 1860 - 6,2 %Traitement 4+ 3690 + 11,2 %Traitement 6+ 2160 + 7,2 % 12 13. Production humus 1959 - 2010Traitement 4K190 kg/tonne fumier = 61.200 kg Humus = 36.000 kg CMais minralisationTraitement 1*K2 = 1200 ----------------------- x 0,8*** x 0,8 (A** + 200) x 200K2 = 0,012Traitement 4*K2 = 1200 ----------------------- x 0,8x 1,2 (A + 200) x 200 climat apport organiqueK2 = 0,018*Formule propose par C Schvartz et al, 2005**A = taux argile exprim en (ici 120)*** Facteur climatique 13 14. Evolution des proprits physiques du solAgregats stables (%)908580757065T16055T35045T440T63530 1959 1967 19721977 198219871992 14 15. 4. La fourniture en azote des matires organiquesDevenir de lazote des PRO dans le solProduit rsiduaire organiquePlante N organiqueNH4+NH3 N2ON2 Volatilisatio Dnitrification n AIR SOL Minralisation Nitrification MatiresNH4+ NO3- Organiques du sol Organisation LixiviationJournes COMIFER et Acadmie dAgriculture, 17 mars 2009 EAU15 16. Cl de classification des matires organiques en fonction de leur dynamique dactionCaractristiques de divers engrais de fermeNTN - NH4+N-NH4+ / NTC/N Action(kg/T)(kg/T)(%)Fumier compost6.5 0.3 513LenteFumier pailleux6.5 0.6 914LenteFumier mou 7.0 1.01416LenteFumier mou 6.2 1.82915RapideLisier bovin 4.5 2.656 8RapideFientes volailles sur paille 3311 3011rapide 16 17. Traitements des matires organiques(modifient le contenu et la disponibilit de lazote)-Stockage-CompostageCompost(+ Plus N organique)-BiomthanisationDigestat (+ Plus N-NH4+ ammoniacal)-StabilisationBoues rsiduaires calcaires la chaux Ecumes de sucrerie (valeurneutralisante) 17 18. Caractristiques de quelques autres matires rsiduairesN totalC/N ActionKg/tonne Composts de dchets verts 17,38 15Lente Compost urbain 1 14,4 15Lente Boue de STEP liquide 1 24 45Rapide Boue chaule 1 69 8 - 11 Rapide/lent Ecume sucrerie 3Lente1 grande variabilit du produit 18 19. 5. Sur quelle quantit dazote peut-oncompter en cas dapports de matiresorganiques ?Exprimentations o on va mesurer le coefficient dutilisation de lazote quelles contiennent et compareravec celui dun engrais minral azot (coefficient dquivalence)Coefficient apparent = Azote prlev F Azote prlev tmoin ON Azote apport FRendement/unit N MOCoefficient quivalence =Rendement/unit N engrais minral 19 20. Sources Bouthier et al, 2009 20 21. Coefficient dutilisation apparent de lazote apport (CAU) par divers engrais de ferme (culture de mas ensilage) Fumier mou Fumier pailleux Fumier compost LisierEngraisbovin*minralDose120 155 80120 155 80 120 160200 80 12 85155annuelle 0kg/haCAU41 394038272242 1812 1959 53 9672% N appliqu Godden et al, 2005 21 22. Utilisation de lazote des engrais de fermepar les cultures en fonction de la doseapporte en culturesCoefficient apparent dutilisation de lazote en cultures dans une rotation mas, froment, betteraves, pommes de terre %8070605040302010 0 80 120 155 80 120 155 80 120 155 80120 120 176Godden et al,22 23. Efficience de lazote apport par le lisier en prairie permanente (Elsenborn)Efficience Efficience de lazoteTotal apport sur MS produite relativeAnne (kg MS/kg Nla saison(Kg N/ha) (lisier/engrais )apport)(%)Lisier NH4 NO3Lisier NH4 NO3 LisierNH4 NO31994 190200 676077093638951995 166200 7942865148431121996 214200 731381343441831997 251200 759790203045671998 206200 616668923034881999 172180 478668222838742000 206200 855182874141100 mean7016 1252 7931 840 35 740 488 15(1994-2000) Destain et al, 200723 24. Coefficient rel dutilisation (15N) de lazotedu lisier en prairie permanente (en % N appliqu)1re2me3me Total coupe coupe coupe Dec 80N lisier 6.2 4.0 8.018.2 Jan 80N lisier19.4 3.1 8.230.7 Feb 80N lisier42.8 3.9 3.850.5 Mar 80N lisier 384.1 5.647.7 Apr 80N lisier 454.8 5.855.6 May 80N lisier 54 12.3 3.369.6 April 80N min 50.516.9 2.169.5Mai 80N min52.210.2 1.964.3 24 25. Coefficients rels dutilisation de lazote contenu dans diverses matires organiques et comparaison avec ceux de lengrais minral (Rsultats obtenus avec lisotope 13N)Matires organiques Type de culture CRU (% Nappliqu)Compost fumierCrales