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Méthodes et outils de raisonnement de la fertilisation azotée

Matthieu Valé

I ‐ Contexte du raisonnement

II ‐ Le cycle de l’azote

III ‐ Raisonnement de la fertilisation azotée :

A ‐ la méthode du bilan complet

B Les méthodes dérivées (CAU réglette colza)B ‐ Les méthodes dérivées (CAU, réglette colza)

IV ‐ Les outils d’ajustement de la dose (OAD)

V ‐ Le plan prévisionnel de fumure (ppf)

Conférence azote 2012 SAS Laboratoire / AGRO‐Systèmes 1

Contexte du raisonnement

1) Qualité et quantité de la production

Laurent et Makowski, 2007

2) Efficience énergétique et économique


Contexte du raisonnement

3) Externalités environnementales

Qualité de l’eau Qualité de l’air

Pertes d’azote sous forme gazeuseg

N2O : issu de la dénitrification dunitrate, contribue à 20 % de l’effet deserre global (effet 300 fois supérieurserre global (effet 300 fois supérieurau CO2), agriculture / sylvicultureresponsables de plus de 80 % desémissions de N O (CITEPA 2008)émissions de N2O (CITEPA, 2008)

NH3 : issu de la volatilisation del’ammonium (engrais minéraux et( gproduits organiques), précurseur departicules fines dangereuses pour lasanté


Cycle de l’azote

Déposition atmosphérique

Résidus de récolteCIPAN atmosphérique,

irrigation

PRO

récolteCIPAN

Méthode du bilan de masse : possibilité d’estimer ces différents


Méthode du bilan de masse : possibilité d estimer ces différents flux (ou une partie) sur le cycle cultural

Méthode du bilan

Bilan de masse : état final = état initial + entrées ‐ sorties

Adaptation à la fertilisation azotée

• État final : quantité d’azote à la fermeture du bilan (récolte)

• Entrées : fournitures d’azote (engrais, minéralisation MO sol,PRO, résidus, CIPAN, apports atmosphériques, …)

• Sorties : N absorbé par la culture, pertes d’azote (lixiviation,l ili i /dé i ifi i i i i bi )volatilisation/dénitrification, organisation microbienne)

• Etat initial : quantité d’azote à l’ouverture du bilan

Quand ouvrir le bilan ?


Méthode du bilanMesure, calcul ou estimation des différents postes du bilan

Besoin de la culture, quantité d’azote à l’ouverture du bilan

minéralisation MO sol PRO résidus CIPAN

lixiviation, volatilisation/dénitrification, apports atmosphériques

minéralisation MO sol, PRO, résidus, CIPAN

Si on considère que les apports atmosphériques compensent la volatilisation / dénitrification, le poste le plus problématique à estimer est la perte d’azote p p p q pdans les eaux de drainage (lixiviation) entre la récolte du précédent et la fin de la période de drainage cela dépend beaucoup du climat et du système de culture (0 à 60 kg/ha)

De plus, même pour les cultures d’hiver, la majorité de l’absorption d’azote a lieu au printemps


Ouverture du bilan à la fin de la période de drainage (sortie hiver)

Méthode du bilan

Dose d’engrais azoté Besoin de la culture= – fournitures en azote

Dose X = ( Nf + Rf ) ‐ ( Nh + Rh + Mh + Mr + Mci + Ma + Mp + Ir )

Rf : Reliquat post récolte

Ma : effet direct PRO

Mp : effet ret. prairie

Ir : Apport irrigation

Nf : Besoin cultureMr : Min. résidus précédt

Mci : Min. résidus CIPAN

Nf : Besoin culture

Rh : Reliquat Sortie Hiver

Mh : Min. humus

Nh : Azote déjà absorbée

Rh : Reliquat Sortie Hiver


Méthode du bilan

Besoin de la culture

1) Calcul en fonction de l’objectif de rendement1) Calcul en fonction de l objectif de rendement

Besoin = objectif de rendement x coefficient (b)

Céréales, maïs, colza, prairie

ex : blé tendre 80 Qx besoin = 3 x 80 = 240 U

2) Besoin forfaitaire

Betterave, légumes, …

pomme de terre : adaptation à la durée du cycle végétatifPicardie date de défanage ou de récolte en vert

Du

01 a

u 10

/07

Du

11 a

u 20

/07

Du

21 a

u 31

/07

Du

01 a

u 10

/08

Du

11 a

u 20

/08

Du

21 a

u 31

/08

Du

01 a

u 10

/09

Du

11 a

u 20

/09

Du

21 a

u 30

/09

Du 21 au 31/03 195 215 225 240 250 260 260 265 265

Picardie - date de défanage ou de récolte en vert

n

Du 01 au 10/04 185 210 225 235 245 250 255 260 265

Du 11 au 20/04 180 200 225 230 245 250 255 260 265

Du 21 au 30/04 175 200 220 230 240 245 255 260 265

Du 01 au 10/05 165 190 210 225 235 245 250 255 260

de p

lant

atio

n


Section Agro-TransfertDu 11 au 20/05 150 175 200 215 230 240 245 250 255

Du 21 au 31/05 110 160 190 200 215 230 235 240 245

Du 01 au 10/06 65 125 165 190 205 220 225 235 240

date

d

Méthode du bilan

Azote déjà absorbé par la culture

Pour les cultures d’hiver, estimation en fonction du développement au moment de l’ouverture du bilan

Stade 1 à 3 feuilles Début tallage Fin tallage Epi 1 cmNc 10 20 30 40

Céréales

C l ti tiColza : estimation ou mesure par pesée

Masse (kg/m²) x 65 = N absorbéMasse (kg/m ) x 65 = N absorbé

De 20 à 150 kg/ha


Méthode du bilan

Minéralisation nette de la MO du sol

l

Calcul dynamique ou table de référence en fonction du type de sol, du climat et du système de culture

température humidité MOargileCaCO3 pH

climat sol

Minéralisation

p

+ –+

CO2Matière organique

(humus)C – H – O – N - S

bactéries

NH4+

CO2

Restitution Apport de produits Pratiques culturales

+ NH4

NO3-–


des paillespp p

organiques

Méthode du bilan

E l l li

Minéralisation nette de la MO du sol

Exemple sur sol limoneux

140

160Climat Boignevilleclimat Mons

100

120

sé (k

g/ha

) Climat Etoile

Minéralisation automnale

40

60

80

N m

inér

alis

0

20

40

1-janv.

1-févr.

1-mars

1-avr.

1-mai

1-juin

1-juil.

1-août

1-sept.

1-oct.

1-nov.

1-déc.

reliquat Récolte Blé Récolte Maïs


Mh = 40 à 60 Mh = 70 à 90

Méthode du bilan

Minéralisation des produits organiques

Eff t di t t t t à i é li t l li t t l é ltEffet direct = azote restant à minéraliser entre le reliquat et la récolte

Effet direct dans le bilan ≠ coefficient d’équivalence total

60

70 vinasse, apport de 3 t/ha le 30/08teneur en N organique : 25 kg/t

azote restant à minéraliser entre le reliquat et :une récolte au 07 aout : 10 kg/ha

40

50

isé

(kg/

ha) - une récolte au 07 aout : 10 kg/ha

- une récolte au 08 octobre : 15 kg/ha

20

30

N m

inér

ali

0

10

1/8 1/9 2/10 2/11 3/12 3/1 3/2 5/3 5/4 6/5 6/6 7/7 7/8 7/9 8/10 8/11 9/12 9/1 9/2


1/8 1/9 2/10 2/11 3/12 3/1 3/2 5/3 5/4 6/5 6/6 7/7 7/8 7/9 8/10 8/11 9/12 9/1 9/2jours calendaires, climat Eure (27)reliquat

Méthode du bilan


60

70

a)

fiente de volaille, apport de 5 t/ha le 15/09teneur en N organique : 14 kg/t

azote restant à minéraliser entre le reliquat et :

30

40

50ra

lisé

(kg/

ha azote restant à minéraliser entre le reliquat et : - une récolte au 07 aout : 0 kg/ha - une récolte au 08 octobre : 0 kg/ha

10

20

30

N m

iné

01/8 1/9 2/10 2/11 3/12 3/1 3/2 5/3 5/4 6/5 6/6 7/7 7/8 7/9 8/10 8/11 9/12 9/1 9/2

jours calendaires, climat Eure (27)reliquat

L’effet direct est très dépendant de la date d’apport

La connaissance de la teneur en azote du produit permet


de préciser ce poste

Méthode du bilan

Devenir de l’azote minéralisé du produit organique apporté avant le reliquat


Devenir de l’azote minéralisé du produit organique apporté avant le reliquat :

‐ une partie peut se retrouver dans le reliquat

‐ une partie peut avoir été absorbée par la culture (ex colza ou blé)

‐ une partie peut avoir été absorbée par la CIPAN

‐ une partie peut être lessivée (surtout si pas de CIPAN)

‐ Une partie peut être encore à minéraliser après le reliquat = effet direct produit organique sur le bulletin RN

‐ Le reste s’incorporera au stock d’azote organique du sol (entre 3 et 10 t / ha) et se minéralisera progressivement (1 à 2 % / an)


Source : Compostière de l’Aube

Méthode du bilan

Minéralisation des CIPAN et résidus de récolte

+60

vinasses

+60

vinasses

+20

+40 vinasses

Résidus d’un couvert

+20

+40 vinasses

Résidus d’un couvert

Effet CIPAN

- 20

0Juil. Oct. Janv. Avr

ilJuil. Oct.

Catch crop residues

- 20

0Juil. Oct. Janv. Avr

ilJuil. Oct.

Catch crop residues

Effet résidus

- 40

- 20

Mesure du reliquat Récolte betteraveEnfouissement pailles

Pailles

Residual straw - 40

- 20


Pailles

Residual straw

résidus


Semis betterave Source: J.M. Machet, INRA Laon

Ri measurement Sugar beet harvestStraw incorporation

Sugar beet sowing


Semis betterave Source: J.M. Machet, INRA Laon

Ri measurement Sugar beet harvestStraw incorporation

Sugar beet sowing


Méthode du bilan

Azote minéral à l’ouverture du bilan : le reliquat azoté

La mesure doit s’effectuer sur la profondeur d’enracinement maximale de la culture. Cela dépend

De la profondeur de sol‐ De la profondeur de sol

‐ Du type de culture

≈ 90 à 120 cm pour céréales, colza, betteravep

≈ 40 à 60 cm pour légumes et pomme de terre

Ré l l b i /k MS i k /h à l’ idRésultat laboratoire en mg/kg MS conversion en kg/ha à l’aide de la quantité de terre fine / ha :

TF (t / ha) = (prof prélèvt (cm) X DA X 100) ‐ % cailloux( ) (p p ( ) )

Densité de sol et taux de cailloux estimés Incertitude sur la valeur de reliquat en kg/ha +/‐ 10 %


q g

Méthode du bilan

Un seul poste mesuré (reliquat) tous les autres postes estimés / calculésUn seul poste mesuré (reliquat), tous les autres postes estimés / calculés à partir des informations fournies par l’agriculteur

Un questionnaire bien rempli = un conseil adapté à la situation


Un questionnaire bien rempli = un conseil adapté à la situation

Méthodes dérivées

Poste mesuré : azote b bé l ltabsorbé par la culture (Pesées entrée et sortie hiver)

Autres postes du bilan estimés à partir deestimés à partir de références régionales

http://www.cetiom.fr/outils/detail/outils/5/


http://www.cetiom.fr/outils/detail/outils/5/

Méthodes dérivées

Méthode CAU (équation d’efficience)

Mesure de reliquat parfois délicate (sol superficiel et/ou caillouteux)Mesure de reliquat parfois délicate (sol superficiel et/ou caillouteux)

Estimation de la fourniture du sol (PO) à l’aide de parcelles non fertilisées (ou simulation à partir de références expérimentales et du climat)

Estimation du coefficient apparent d’utilisation (CAU) de l’engrais à l’aide de parcelles avec des doses de fertilisation croissantes

PROeffetPObesoin CAU

PROeffetPObesoindoseX

Cette démarche peut être couplée à la bande double densité pour déterminer

Cette approche nécessite des paramétrages locaux importants : besoin de

Cette démarche peut être couplée à la bande double densité pour déterminer la date du premier apport

Cette approche nécessite des paramétrages locaux importants : besoin deréseau de témoins non fertilisés Po par précédent cultural et par type desystème de culture (utilisée en Lorraine et Poitou‐Charentes) et de référencesrégionales pour le CAU


régionales pour le CAU

Outils d’Ajustement de la Dose (OAD)( )

Méthode de bilan : prévision des fournitures azotées et de la croissance de la culture à la date du reliquat soumis aux aléas climatiquesla culture à la date du reliquat soumis aux aléas climatiques

Source : COMIFER

Ajustement de la dose (3ème apport) par des mesures de l’état


j ( pp ) pnutritionnel en cours de culture

Outils d’Ajustement de la Dose (OAD)(OAD)

Teneur en nitrate du jus de bas de tige / pétiole :

‐ JUBIL (ARVALIS – INRA)

‐ RAMSES (IN VIVO)

PILAZO (CTIFL)‐ PILAZO (CTIFL)

Transmittance du limbe :Transmittance du limbe :

‐ HN Tester (YARA ‐ ARVALIS)

‐ DIGITES (IN VIVO)

Réflectance (teneur en chlorophylle) : ( p y )

‐ GPN Pilot (GPN)

‐ FARMSTAR (Astrium – ARVALIS – CETIOM)


Plan prévisionnel de Fumure

Méthode du bilan : à la parcelle

D d é l t i d ti d l’ t i dDemande réglementaire de gestion de l’azote au niveau de l’exploitation (CORPEN, BGA)

Outil PPF (azote et autres éléments) Outil PPF (azote et autres éléments)

Documents de sortie

‐ Prévisionnel (Bilan CORPEN, Calcul des effluents disponible, Plan de fumure à la parcelle, Plan de fumure azote, Plan de fumure N, S, P, K, Ca, Mg, Oligo‐éléments, Prévisionnel minéral, Indicateurs agronomiques et réglementaires (pression N, BGA, % sols nus, …)

‐ enregistrement (Cahier d’enregistrement à la parcelle, des fertilisants et des phytosanitaires)


Conclusion

Raisonnement de la fertilisation azotée

‐ méthode du bilan est la base, adaptation / simplification suivant les références expérimentales / é i lrégionales

‐ la mesure du reliquat (quand elle est possible) permet b ti ti d t k i iti l d’ t iune bonne estimation du stock initial d’azote, mais ne

représente qu’une partie du conseil final : la qualité des renseignements fournis est primordiale !g p

‐ Les outils d’ajustement de la dose sont complémentaires à la démarche du bilan, mais ne ppeuvent pas s’y substituer


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