Fertilisation et amendements - Agriculture et développement en
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Collection dirigée par Madeleine ASDRUBAL Ingénieur d’agronomie ENESAD Fertilisation et amendements dossier d’autoformation Domaine technologique et professionnel © Educagri éditions, 2006 Fertilisation et amendements dossier d’autoformation Conception et rédaction : Sylvie DEBLAY (ENESAD) avec la collaboration de C. CHARONNAT (ENESAD) Expertise et conseils : François DENYS (CFPPA de Carpentras), Jean-Claude FRESSE (ENESAD), Karim RIMAN (Agro Sud Consultants), Jean-Louis ROCHE (CFPPA de Carpentras) Mise à jour 2006 : Jean-Michel THOMAS (ENESAD) Avec le concours financier : du ministère de l’Agriculture et de la Pêche (Direction générale de l’Enseignement et de la Recherche) Françoise PRÉVOST ET Frédéric BLANDIN Photographies de couverture : Joseph de la BOUERE, Françoise PRÉVOST ▲ symboles utilisés : Couverture, PAO, illustrations: remarque attention ! pour en savoir plus recherche d’informations ✐ exercez-vous ✍ i faux corrigé ns vra propositio à 12 1-de 10 à 15 2- de 12 15 3-plus de autoévaluation Aux termes du Code de la propriété intellectuelle, toute reproduction ou représentation, intégrale ou partielle, de la présente publication, faite par quelque procédé que ce soit (reprographie, microfilmage, scannérisation, numérisation…) sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite et constitue une contrefaçon sanctionnée par les articles L 335-2 et suivants du Code de la propriété intellectuelle. L’autorisation d’effectuer des reproductions par reprographie doit être obtenue auprès du Centre français d’exploitation du droit de copie (CFC) – 20 rue des Grands-Augustins 75006 Paris – Tél : 01 44 07 47 70 / Fax : 01 46 34 67 19. © Educagri éditions, 2e édition 2006 ISBN 978-2-84444-462-2 ISSN : 1258-083X Educagri éditions BP 87999 - 21079 DIJON Cedex Tél. 03 80 77 26 32/03 80 77 26 33 - Fax 03 80 77 26 34 www.editions.educagri.fr [email protected] Guide de l’utilisateur C e document est un dossier d’autoformation conçu pour étudier le raisonnement de la fertilisation des cultures et celui de l’amendement des sols. Son utilisation doit vous permettre d’atteindre l’objectif suivant : « être capable d’exposer les principes des amendements des sols et de la fertilisation des cultures ». Il s’agit d’un objectif du brevet professionnel option responsable d’exploitation agricole (BP REA) et, plus précisément, de l’objectif 124 A de l’UC 1 du domaine technologique et professionnel. Cet objectif concerne d’autres formations initiales ou continues ; c’est pourquoi vous pouvez être amené(e) à utiliser ce dossier dans le cadre d’autres parcours de formation que ceux préparant au BP REA. Organisation du dossier Ce dossier comprend sept séquences : séquence séquence séquence séquence séquence séquence 1 2 3 4 5 6 Les éléments minéraux dans la plante et dans le sol Les principes de la fertilisation et des amendements Les engrais et les amendements La fertilisation azotée La fertilisation phosphatée et potassique Les amendements minéraux basiques guide de l’utilisateur 4 Chaque séquence comporte des apports de connaissances et des exercices, une rubrique « En résumé » reprend à la fin les notions importantes à retenir. À l’issue des six séquences, un test, qui vous permettra d’autoévaluer vos apprentissages, vous est proposé. Vous trouverez les définitions des principaux termes introduits dans ce dossier dans le glossaire en fin de volume. Enfin, une bibliographie vous propose des références de documents à utiliser en complément de ce dossier ou pour en approfondir certains aspects. Consignes de travail Les séquences sont proposées dans l’ordre où elles doivent être réalisées. Du fait de formations antérieures ou de votre expérience professionnelle, vous maîtrisez peut-être déjà tout ou partie des connaissances abordées dans ce dossier. Dans ce cas, pour vous en assurer, réalisez le test d’autoévaluation proposé en fin de dossier page 106. À vous de construire votre parcours individualisé d’utilisation ! Vous pouvez utiliser ce dossier chez vous ou au centre de formation. Dans ce dernier cas, vous pourrez bénéficier de l’appui d’un formateur et accéder à d’autres documents. En complément de ce dossier, des activités peuvent vous être proposées par un formateur : réalisation et interprétation d’analyses de terre, de bilans, de plans de fumure... Il existe également des documents photographiques et des vidéos. Demandez au formateur de vous les procurer. Avant d’aborder ce document, un certain nombre de notions concernant la matière organique végétale, son élaboration, la croissance et le développement des végétaux, le sol et ses propriétés doivent vous être familières. Comme pour les autres thèmes du domaine technologique et professionnel, des notions de base en chimie sont également nécessaires. Ce dossier vous appartient, vous pouvez l’annoter et y noter vos réponses aux exercices et au test d’autoévaluation. Vous disposez maintenant de toutes les informations et consignes nécessaires à l’utilisation de ce dossier d’autoformation. Sommaire Guide de l’utilisateur 3 Séquence 1 Les éléments minéraux dans la plante et dans le sol 7 1 • Les minéraux dans la plante 8 2 • Les minéraux dans le sol 11 En résumé 14 Corrigés 15 Séquence 2 Les principes de la fertilisation et des amendements 16 1 • Fertilité et fertilisation 17 2 • Les lois d’action des éléments fertilisants 20 3 • La fertilisation raisonnée 25 4 • L’appréciation des sols 26 En résumé 29 Corrigés 30 Séquence 3 Les engrais et les amendements 31 1 • Définitions 32 2 • Les engrais 33 3 • Les amendements 44 En résumé 52 Corrigés 53 Séquence 4 La fertilisation azotée 55 1 • Fertilisation azotée et environnement 56 2 • Bilan global de l’exploitation 61 3 • Bilan azoté et calcul de la fumure 62 En résumé 75 Corrigés 76 sommaire 6 Séquence 5 La fertilisation phosphatée et potassique 80 1 • Les règles de fertilisation phosphatée et potassique 80 2 • Calcul de la fertilisation phosphatée 88 3 • Calcul de la fertilisation potassique 92 En résumé 97 Corrigés 98 Séquence 6 Les amendements minéraux basiques 1 • Pourquoi utilise-t-on des amendements minéraux ? 99 100 2 • Les bases du raisonnement des apports d’amendements minéraux En résumé 103 105 Autoévaluation 106 Glossaire 126 Bibliographie 129 séquence Les éléments minéraux dans la plante et dans le sol Dans cette séquence, après un rappel sur les besoins nutritifs des végétaux, vous découvrirez le comportement des éléments minéraux dans le sol. Elle est organisée de la façon suivante : 1 – Les minéraux dans la plante 2 – Les minéraux dans le sol 2.1 – L’azote dans le sol 2.2 – Le phosphore dans le sol 2.3 – Le potassium dans le sol En résumé 8 11 11 13 13 14 Vous trouverez les corrigés des exercices à partir de la page 15. Les définitions des principaux termes introduits dans cette séquence sont réunies dans le glossaire en fin de volume (à partir de la page 126). 1 SEQ0AGE iÃÊjÀ>ÕÝÊ`>ÃÊ>Ê«>Ìi iÊÌÕÌiÊ>ÕÌÀiÊ>ÌmÀiÊÛÛ>Ìi]Ê>Ê«>ÌiÊiÃÌÊVÃÌÌÕjiÊ`½>V`iÃÊ> jÃ]Ê`iÊ«ÀÌjiÃ]Ê`iÊ}ÕV`iÃ]Ê`iÊ«`iÃ]Ê`iÊV«ÃjÃÊ« jµÕiÃÊ­iÝi «i \Ê«}iÌîÊiÌÊ`½>V>`iÃÊ­iÝi«i \ÊVV Vi®° *ÕÀÊ>ÃÃÕÀiÀÊÃ>ÊVÀÃÃ>ViÊiÌÊÃiÃÊvVÌÃÊÛÌ>iÃ]ÊiiÊ«ÀjmÛiÊ`iÃÊjj iÌÃÊ`>ÃÊiÊiÕÊiÛÀ>Ì \ÊiÊV>ÀLiÊDÊ«>ÀÌÀÊ`ÕÊ}>âÊV>ÀLµÕi >Ìë jÀµÕi]ʽÝÞ}miÊiÌʽ Þ`À}miÊDÊ«>ÀÌÀÊ`iʽi>Õ]ÊiÃÊ>ÕÌÀiÃÊjjiÌà DÊ«>ÀÌÀÊ`ÕÊð iÃÊjV >}iÃÊiÌÀiÊ>Ê«>ÌiÊiÌÊÃÊiÕ "Ó * ÌÃÞÌ mÃi ,iëÀ>Ì "Ó /À>ëÀ>Ì "Ó "Ó Ó" ÕÌÀÌ Ó" Þ`ÀµÕi ÕÌÀÌ jÀ>i ÃiÃÊjÀ>ÕÝ }ÕV`iÃ]Ê ÀiÃ]Êà ÝÃÕ`>Ì }>iiÌ]Ê>Ê«>ÌiÊÀiëÀi]ÊÌÀ>ëÀiÊiÌÊÀiiÌÌiÊ`>ÃÊiÊÃÊÕÊ}À>` LÀiÊ`iÊV«ÃjÃÊV µÕiÃÊ`ÌÊ`iÃÊ>ÃÊÀ}>µÕið iÝiÀVViÊ£ £° +ÕiÊiÃÌÊiÊÊ`ÕÊ« jmiÊL}µÕiÊ}À@ViÊ>ÕµÕiÊiÃÊ«>ÌiÃÊÛiÀÌià V>«ÌiÌʽjiÀ}iÊÕiÕÃiÊ«ÕÀÊv>LÀµÕiÀÊ`iÊ>Ê>ÌmÀiÊÀ}>µÕiÊDÊ«>ÀÌÀ `ÕÊ "Ó `iʽ>À]Ê`½i>ÕÊiÌÊ`iÊÃiÃÊjÀ>ÕÝ ¶ les éléments minéraux dans la plante et dans le sol 9 2. Citez les principaux éléments prélevés par la plante dans le sol et dans l’air (indiquez leur symbole chimique). 3. Sous quelles formes chimiques trouve-t-on ces éléments dans la plante ? Reportez-vous au corrigé page 15 Composition élémentaire moyenne des plantes vertes Éléments oxygène (O) carbone (C) hydrogène (H) azote (N) calcium (Ca) potassium (K) phosphore (P) soufre (S) silicium (Si) sodium (Na) magnésium (Mg) fer (Fe) autres éléments (Cl, Mn, Cu, Zn, Al, Mo...) Teneur moyenne (% MS) 42 à 44 40 à 45 6à7 1à3 0,5 à 3,5 0,1 à 3 0,05 à 1 0,1 à 0,5 0,2 à 3 0,02 à 1,5 0,03 à 0,08 0,004 à 1,3 traces Les éléments majeurs : carbone, oxygène, hydrogène, azote, calcium, potassium, phosphore, soufre, magnésium, etc., sont les plus abondants dans la matière végétale. Les uns (C, H, O, N, P, S) sont présents dans les molécules organiques de la plante (glucides, lipides, protéines) et dans l’eau, les autres dans des sels minéraux. Des oligoéléments (fer, cuivre, zinc, manganèse, molybdène, etc.), présents en très faibles quantités, sont néanmoins indispensables aux plantes car ils jouent un rôle dans des processus vitaux. les éléments minéraux dans la plante et dans le sol 10 ▲ Remarque : La composition des végétaux en éléments minéraux peut varier en fonction de l’espèce, de l’âge et de la nature des organes et, enfin, de la composition du sol et de facteurs externes (aération, température). Pour certains atomes, leur remplacement ne paraît pas avoir d’effet majeur. Les plantes tirent normalement du sol l’eau et les minéraux dont elles ont besoin. Elles absorbent ces éléments sous forme d’ions (NO3-, K+, HPO42-, Ca2+...). Leurs besoins sont variables mais, dans tous les cas, des déficiences ou des excès en certains minéraux se traduisent par des baisses de croissance et de productivité, des baisses de qualité (changements de la composition des végétaux) et/ou des symptômes caractéristiques. C’est le cas des chloroses, qui peuvent provenir d’un manque en certains éléments majeurs (azote, phosphore, soufre, fer), de l’indisponibilité d’un élément à cause de la trop grande abondance d’un autre (ex. : K et Mg) ou encore d’une activité biologique du sol trop réduite. Les éléments qui limitent le plus la croissance et donc le rendement des cultures sont l’azote, le phosphore et le potassium. les éléments minéraux dans la plante et dans le sol 11 2 Les minéraux dans le sol Remarque : Le rôle des différents éléments minéraux, les mécanismes d’absorption par les plantes et les caractéristiques du sol (propriétés physiques, propriétés chimiques et propriétés biologiques) ne sont pas abordés dans ce dossier. Pour étudier ces aspects, vous pouvez vous reporter au cédérom 10 en agronomie, F. Desvages et B. Prats, Educagri éditions, 1998. 2.1 – L’azote dans le sol L’azote du sol se trouve dans les résidus végétaux et dans les déjections animales, dans les matières organiques en décomposition, dans l’humus, dans la biomasse microbienne et dans la solution du sol. Il est sous trois formes différentes : – azote gazeux N2 dans l’air du sol, – azote minéral : ions nitrates NO3- et quelques ions nitrites NO2- dans la solution du sol, ions ammonium NH4+ fixés sur le complexe argilohumique (CAH), – et, surtout, azote organique (98 à 99 % de l’azote total) dans les molécules constitutives de la matière organique du sol. De toutes ces formes, seuls les ions nitrates NO3- sont directement assimilables par les plantes. Sous certaines conditions, les ions ammonium NH4+ peuvent cependant être absorbés faiblement. ▲ Le sol contient toujours des éléments minéraux en abondance mais ceuxci ne sont pas totalement disponibles pour les plantes car ils peuvent être liés à des degrés variables aux roches ou à l’argile. Le phosphore, par exemple, peut se trouver sous plusieurs formes plus ou moins liées au sol. Seule la fraction des réserves qui peut passer dans la solution du sol est susceptible d’être utilisée par les plantes au cours d’un cycle de culture. On appelle cette fraction la réserve biodisponible du sol. les éléments minéraux dans la plante et dans le sol 12 L’azote organique est transformé en azote minéral grâce à l’action de bactéries du sol. Cette minéralisation se déroule en deux principales étapes, l’ammonification (N organique → NH4+) et la nitrification (NH4+ → NO3-). L’azote ammoniacal (NH4+) est une forme transitoire de l’azote minéral. Il est en général rapidement transformé en nitrates. La vitesse et l’importance de ces transformations dépendent essentiellement du type de sol et des conditions climatiques : elles sont plus rapides et plus importantes dans les sols sableux que dans les sols argileux et la chaleur et l’humidité leur sont favorables. Proportions des différentes formes d’azote selon l’intensité de la minéralisation Minéralisation importante pH légèrement alcalin, ressuyage correct, taux de matière organique (MO) correct, essentiellement NO3-, NH4+ rare Minéralisation plus limitée sols plus ou moins battants, pH légèrement acide, surtout NO3- , un peu NH4+ Minéralisation moyenne et irrégulière mauvais ressuyage, autant de NH4+ que de NO3- Faible minéralisation 1. en sols lourds ou acides NH4+ > NO3- 2. en sols calcaires NO3- > NH4+ S’il est immédiatement disponible pour la nutrition végétale, l’azote nitrique est très peu retenu par le complexe argilo-humique. Il peut être lessivé et entraîné dans la nappe phréatique ou, dans une moindre mesure, volatilisé dans l’atmosphère sous forme d’ammoniac (NH3) ou d’azote gazeux (N2) sous l’action de bactéries spécifiques. À certaines époques de l’année, et suivant la quantité de carbone facilement assimilable (résidus végétaux et/ou produits organiques incorporés au sol), une partie de l’azote minéral peut être assimilée par des microorganismes du sol. Ce phénomène constitue une organisation de l’azote minéral sous forme de biomasse microbienne. les éléments minéraux dans la plante et dans le sol 13 2.2 – Le phosphore dans le sol Dans les sols agricoles cultivés depuis longtemps, un tiers du phosphore est associé à la matière organique et les deux tiers restants sont sous forme minérale. Directement ou non, les formes minérales peuvent être retenues à la surface de nombreuses particules : argiles, matières organiques et surtout oxydes et hydroxydes de fer et d’aluminium. En sols calcaires, les phosphates calciques évoluent vers des formes de moins en moins solubles. En définitive, moins de 0,1 % du phosphore total est libre dans la solution du sol sous forme d’ions phosphates (H2PO4- et HPO42-). Même si on apporte des engrais, la plus grande part du phosphore absorbé par les plantes (de 75 à 100 %) provient du phosphore biodisponible du sol. Celui-ci est constitué des ions présents dans la solution du sol et d’une fraction très mobile d’ions adsorbés sur la phase solide du sol. La réalimentation du pool de phosphore disponible par les ions adsorbés et retenus plus énergétiquement est lente (de plusieurs semaines à plus d’un an). L’assimilation du phosphore des engrais par les plantes dépend de la quantité apportée, de sa forme chimique, des caractéristiques du sol et de la plante cultivée et, enfin, du temps de contact entre le sol et l’engrais. Ainsi, pour une durée de contact d’un à deux mois, l’engrais le plus soluble est utilisé à 15 % et ce coefficient d’utilisation peut tomber à moins de 1 % pour des engrais à faible solubilité. Les pertes en phosphore dans l’environnement sont en général faibles. Elles proviennent surtout du ruissellement et un peu du lessivage dans les sols sableux très légers. 2.3 – Le potassium dans le sol Le potassium (K) est un élément abondant dans la nature car toutes les roches en contiennent. Les roches cristallines en sont plus riches que les roches sédimentaires (0,4 à 6 % contre 0,2 à 2,5 %). Les minéraux argileux sont la principale source de potassium pour les plantes. Le potassium biodisponible pour les végétaux, couramment estimé par la mesure du potassium échangeable, est constitué des ions de la solution du les éléments minéraux dans la plante et dans le sol 14 sol et de ceux adsorbés par les charges négatives de la capacité d’échange cationique du sol. La réalimentation du pool de potassium biodisponible se fait par altération du potassium inclus dans les réseaux cristallins des minéraux ou par libération de celui inclus entre les feuillets de certaines argiles (montmorillonites et illites). Les pertes en potassium dans l’environnement sont faibles. Elles proviennent du ruissellement et un peu du lessivage, surtout en sols sableux. ▲ Remarque : Dans tous les cas, même s’ils sont apportés sous une forme soluble, les engrais phosphatés et potassiques ne sont jamais utilisés en totalité par les cultures. Cellesci ne prélèvent en moyenne que 0 à 30 % des apports. Le reste est fixé dans le sol sous des formes plus ou moins disponibles. En résumé ➩ Les plantes prélèvent dans la solution du sol les éléments minéraux et l’eau nécessaires à leur croissance. ➩ L’azote du sol existe sous trois formes : gazeux dans l’air du sol (N2), minéral (NO3- et NH4+) et, surtout, organique dans la matière organique du sol. Seuls les ions nitrates (NO3-) sont directement assimilables par les plantes et sont libres dans la solution du sol. ➩ Le phosphore du sol est lié à la matière organique ou à la fraction minérale du sol. Seule une infime partie se trouve sous forme d’ions dans la solution du sol. ➩ Le potassium du sol est lié aux argiles ou libre sous forme d’ions K+ dans la solution du sol. ➩ Seuls les minéraux libres dans la solution du sol et ceux faiblement adsorbés sur la phase solide du sol peuvent être absorbés par les plantes. Ils forment la réserve biodisponible du sol. les éléments minéraux dans la plante et dans le sol 15 Corrigés ✍ 1. Il s’agit de la photosynthèse. 2. Le carbone (C), l’oxygène (O), l’hydrogène (H), l’azote (N), le phosphore (P), le potassium (K), le calcium (Ca), le magnésium (Mg), le soufre (S), les oligoéléments. 3. Ils sont intégrés dans des molécules organiques (glucides, lipides, protéines) ou sous forme d’ions circulant dans la sève. Corrigé de l’exercice 1 séquence 2 Les principes de la fertilisation et des amendements Dans cette séquence, vous allez découvrir les principes agronomiques de l’entretien et de l’amélioration des capacités nutritives du sol. Vous verrez également les principes du raisonnement de la fertilisation et les critères d’appréciation des sols. Elle est organisée de la façon suivante : 1 – Fertilité et fertilisation 17 2 – Les lois d’action des éléments fertilisants 20 2.1 – Loi des restitutions 2.2 – Interactions et loi des facteurs limitants 2.3 – Loi des accroissements moins que proportionnels 20 22 23 3 – La fertilisation raisonnée 25 4 – L’appréciation des sols 26 En résumé 29 Vous trouverez les corrigés des exercices à partir de la page 30. Les définitions des principaux termes introduits dans cette séquence sont réunies dans le glossaire en fin de volume (à partir de la page 126). les principes de la fertilisation et des amendements 17 1 Fertilité et fertilisation Pourquoi fertilise-t-on ? Lorsqu’un sol est correctement pourvu en éléments minéraux, est-il nécessaire de fertiliser ? Les sols renferment des quantités importantes d’éléments dont la fraction mobilisable assure la nutrition minérale des végétaux. Cependant, les réserves naturelles d’un sol ne permettent de pratiquer qu’une agriculture extensive. En effet, à cause des prélèvements des végétaux, ces réserves ne peuvent que diminuer. Les pratiques des agriculteurs, en particulier l’utilisation d’engrais et d’amendements, permettent de corriger les déficiences naturelles du sol, de maintenir une teneur correcte des principaux éléments, d’éviter l’épuisement du sol et d’améliorer la productivité des cultures. Remarque : Dans le langage courant, on emploie indifféremment les termes fumure et fertilisation. Si on veut être plus précis, la fumure est l’ensemble des apports de matières fertilisantes fournies au sol ou aux cultures (c’est-à-dire des quantités de produits). La fertilisation est l’ensemble des actions destinées à améliorer la fertilité des sols, parmi lesquelles l’apport de matières fertilisantes (fumure) est la principale. ▲ Une fertilisation équilibrée améliore également la résistance des cultures aux maladies, aux ravageurs et à la concurrence avec les mauvaises herbes. Cependant, compte tenu de son coût et de son impact sur la qualité des produits et surtout sur l’environnement (pollution par les nitrates notamment), la conduite de la fertilisation doit être raisonnée le plus finement possible, à partir du bilan des éléments nutritifs dans le sol. les principes de la fertilisation et des amendements 18 Bilan des éléments nutritifs dans le sol La fertilité d’un sol peut être définie comme sa capacité à fournir des récoltes abondantes et de bonne qualité. Elle se décline en trois composantes essentielles : – une composante chimique qui correspond à l’aptitude du sol à fournir des éléments nutritifs en quantités suffisantes à l’élaboration du rendement ; – une composante physique liée à la création et au maintien d’un état physique adapté au système de culture ; – une composante biologique consécutive de l’influence des êtres vivants utiles ou non à la production végétale. Le climat, les caractéristiques permanentes des sols et les pratiques des agriculteurs interviennent sur chacune des composantes de la fertilité des sols. La fertilité chimique des sols résulte tant de processus physico-chimiques que biologiques. La fraction organique du sol, en évolution permanente, permet la libération progressive et continue d’éléments nutritifs pour les plantes (grâce à la minéralisation) et de substances énergétiques qui stimulent l’activité biologique (microorganismes, champignons...). Elle joue aussi un rôle sur la structure du sol (formation des agrégats, aération, teneur en eau...). les principes de la fertilisation et des amendements 19 L’activité des êtres vivants du sol, notamment celle des microorganismes, contribue à modifier les caractéristiques physico-chimiques des sols (structure, pH). Elle permet le recyclage des éléments minéraux (cycle des éléments), la décomposition et la minéralisation de la matière organique, la formation de l’humus. Il existe aussi de nombreuses interactions bénéfiques entre les êtres vivants du sol et les plantes : mycorhizes, bactéries libres fixatrices d’azote, bactéries symbiotiques des légumineuses. De plus, certains microorganismes semblent capables de stimuler la croissance et le développement des plantes tandis que d’autres les protègent des agents pathogènes. On voit donc l’importance de gérer le stock de matière organique des sols. L’acidification progressive des sols sous l’influence des processus naturels, de la production des plantes et des pratiques culturales amène à gérer également le statut acido-basique des sols. L’usage d’amendements minéraux basiques permet de maintenir le pH à un niveau compatible avec une biodisponibilité satisfaisante des éléments minéraux et un état optimal de la composante physique de la fertilité. 2 Les lois d’action des éléments fertilisants Les principes de la fertilisation minérale reposent en partie sur trois lois fondamentales qui décrivent notamment les effets de l’apport d’éléments fertilisants aux cultures. 2.1 – Loi des restitutions Le sol perd les éléments minéraux qui sont prélevés par les plantes et exportés dans les récoltes. Ces éléments peuvent aussi disparaître par érosion et par lessivage ou être bloqués à plus ou moins long terme. Pendant sa croissance, la plante prélève des éléments minéraux essentiellement dans la solution du sol. Les prélèvements totaux correspondent à la quantité maximale contenue dans la plante, au moment où elle en renferme le plus. Les exportations, c’est-à-dire les quantités soustraites au cycle des éléments par les récoltes, sont en général inférieures aux prélèvements car les plantes restituent des éléments en fin de cycle de végétation, en particulier par les résidus de récolte (racines, tiges...). En fertilisation raisonnée, la mesure des exportations sert de base pour les calculs de fumure en phosphore et potassium, celle du prélèvement maximal est utilisée pour le raisonnement de la fertilisation azotée. Prélèvements et exportations de quelques cultures (en kg/ha) Blé 88 q Prélèvement maximal Prélèvement à la récolte Exportations (grains ou racines) Prélèvement journalier maxi. Maïs 76 q Colza 28 q Betterave 85 t N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O 220 90 320 210 70 370 150 90 330 170 65 450 188 79 184 189 42 152 145 70 206 157 61 418 140 62 48 110 24 27 71 41 22 106 45 260 6 4,4 1,2 10 3,6 1,7 8 5,5 2 14 1,62 0,84 Source : Les courbes d’absorption des éléments minéraux, SCPA-DGER (1992). Le prélèvement maximal désigne la quantité contenue au moment où la culture en renferme le plus. Le prélévement à la récolte désigne la quantité contenue au moment de la récolte. les principes de la fertilisation et des amendements 21 Le prélèvement total en K est très supérieur au prélèvement à la récolte car les plantes restituent beaucoup d’éléments en fin de cycle de végétation. L’importance des restitutions après la récolte (prélèvement à la récolte – exportations) dépend surtout de la destination des résidus de récolte et des organes récoltés (grains, racines, plante entière, etc.). Étudiez le tableau précédent et répondez aux questions. 1. Pour quel élément constatez-vous la plus grande différence entre prélèvements à la récolte et exportations ? Pourquoi ? 2. Si on admet que les résidus de récolte restituent l’ensemble des éléments minéraux qu’ils contiennent, calculez le montant des restitutions en N, P et K provenant des résidus de récolte du colza. ✐ exercice 1 Reportez-vous au corrigé page 30 Au niveau de la parcelle, il y a des pertes en éléments minéraux dues à plusieurs mécanismes : – le lessivage peut être important pour l’azote, le magnésium, le soufre et le calcium. Il est plus faible pour le potassium et quasiment nul pour le phosphore. Le lessivage est très variable selon le climat, la nature du sol (important en sol sableux et faible en sol argileux), la nature des engrais utilisés et les couverts végétaux. Presque inexistant dans les prairies, il est élevé dans les sols nus ; – le phosphore peut être rétrogradé plus ou moins fortement selon les sols sous forme de composés très peu solubles tels des phosphates de fer et d’aluminium en milieu acide et des phosphates calciques en milieu calcaire ; – les plantes peuvent aussi faire une consommation supérieure à leurs besoins de certains éléments (N et plus rarement K). D’autres mécanismes, à l’inverse, peuvent compenser en partie ces pertes. C’est le cas de la fourniture d’azote par des bactéries (azotobacter, rhizobium) ou de la libération progressive des réserves du sol, solubilisées grâce à l’activité biologique. les principes de la fertilisation et des amendements 22 La loi des restitutions peut être énoncée ainsi : pour éviter l’épuisement des sols cultivés, les exportations d’éléments minéraux doivent être compensées par des restitutions. Dans la pratique, il est préférable de substituer la notion d’avance à celle de restitution. La fertilisation doit donc apporter suffisamment d’éléments minéraux pour compenser ceux qui sont soustraits au sol par l’enlèvement des récoltes (grains, racines ou plantes entières) et par les pertes subies dans l’environnement (lessivage...). 2.2 – Interactions et loi des facteurs limitants L’action d’un élément minéral peut être modifiée par la présence ou l’absence d’un ou plusieurs autres éléments. L’effet de ces interactions peut être positif ou négatif. Par exemple, la présence d’ions chlorures ou d’ions nitrates facilite l’absorption des ions potassium et calcium et la présence d’ions magnésium celle des ions phosphates. À l’inverse, un excès de calcium peut gêner l’absorption du potassium, du magnésium ou du fer, provoquant des chloroses. De plus, l’insuffisance ou l’excès d’un élément peut limiter la croissance des végétaux. En fait, cette loi d’interaction met en évidence l’interdépendance entre les différents éléments nutritifs. De plus, ces interactions existent entre tous les facteurs et conditions de la production : N et désherbage, fertilisation et structure du sol… Un élément minéral peut être limitant à l’expression du potentiel de production d’une culture aussi bien d’ailleurs qu’un état structural dégradé (tassement par exemple). les principes de la fertilisation et des amendements 23 Effets de l’interaction entre l’azote et le phosphore sur le rendement d’une culture 60 kg/ha de N 120 kg/ha de N 50 kg/ha de P205 55 q 67 q 100 kg/ha de P205 58 q 75 q Ce tableau donne les rendements d’une culture pour différentes combinaisons de doses d’engrais azoté et phosphaté. Il y a une interaction positive entre l’action de l’azote et celle du phosphore. Par rapport au témoin 60 N-50 P2O5 : – l’effet de l’augmentation de la dose d’azote est de 67 – 55 = + 12 q, – l’effet de l’augmentation de la dose de phosphore est de 58 – 55 = + 3 q, – l’effet de l’augmentation des doses des 2 éléments est de 75 – 55 = + 20 q, c’est-à-dire plus que la somme des effets de l’application séparée des mêmes doses (12 + 3). Parmi les exemples les plus courants d’interactions, on peut citer la carence en magnésium due à un excès de potassium, la carence en zinc due à un excès de phosphore, la carence en manganèse après un chaulage ou encore la carence en potassium par un excès de calcium et de magnésium. 2.3 – Loi des accroissements moins que proportionnels Si on augmente les apports d’un élément déficitaire, on constate dans un premier temps une augmentation du rendement. Dans un deuxième temps, cet effet se ralentit puis cesse : l’apport croissant d’engrais n’augmente plus le rendement. Au-delà, l’effet peut même être négatif et le rendement peut baisser (à cause de phénomènes de toxicité, de la sensibilité à la verse et aux maladies ou encore des retards de maturité). Cette loi peut être résumée ainsi : à une augmentation croissante de fertilisants correspond une augmentation de rendement de plus en plus faible. les principes de la fertilisation et des amendements 24 Évolution du rendement en fonction des apports d’engrais azotés exercice 2 ✐ 1. Dans cet exemple, quelle est la dose d’azote permettant un rendement maximum? 2. Qu’est-ce qu’un rendement optimum et pourquoi est-il différent du rendement maximum ? Reportez-vous au corrigé page 30 Fertilisation et qualité des produits Pour en savoir plus La qualité d’un produit agricole correspond à plusieurs critères : qualité apparente (aspect, conservation), qualité technologique (valeur boulangère, teneur en sucre, teneur en fécule...), qualité gustative (goût, odeur, appétence) et qualité nutritive (teneur en minéraux, vitamines, protéines...). La fertilisation peut jouer un rôle sur la qualité des produits. Par exemple, la fertilisation potassique tend à augmenter la teneur en sucre de la betterave mais un excès de fertilisation azotée peut diminuer l’extractabilité du sucre. Cette même fertilisation potassique améliore la tenue à la cuisson de la pomme de terre mais peut diminuer la farinosité de la chair. Une fertilisation azotée adaptée augmente la teneur en protéines du blé et sa valeur boulangère. L’orge de brasserie, à l’inverse, doit être pauvre en protéines, la fertilisation azotée ne doit pas être excessive. Une fertilisation optimale, grâce à un bon équilibre entre les éléments apportés, cherche à assurer à la fois un rendement élevé et une bonne qualité de la récolte, dans le respect de l’environnement. les principes de la fertilisation et des amendements 25 3 La fertilisation raisonnée La fertilisation repose sur les lois d’actions des éléments fertilisants qui viennent d’être décrites, mais aussi sur des facteurs économiques et humains. Parmi ces facteurs, plusieurs jouent un rôle sur les pratiques des agriculteurs et notamment sur la fertilisation: la politique agricole commune (PAC) et les prix, qui conditionnent le choix du niveau d’intensification et, enfin, la protection de l’environnement. En conséquence, plus que jamais, l’agriculteur doit définir précisément ses objectifs de production et ses itinéraires techniques, et prendre en compte la nature du sol et des cultures, ainsi que les ressources organiques disponibles (effluents d’élevage, boues...). Remarque : La fertilisation azotée est contestée à cause de l’augmentation de la teneur en nitrates dans les nappes phréatiques et, en conséquence, dans l’eau potable. C’est également le premier poste consommateur d’énergie en grandes cultures (50 % des dépenses énergétiques pour le blé). Il est donc indispensable de maîtriser cette fertilisation pour l’ajuster strictement aux besoins. C’est particulièrement flagrant dans le cas de production de biocarburant où la quantité d’énergie consommée par la culture ne doit pas être supérieure à celle qu’elle est susceptible de produire ! ▲ Le raisonnement de la fertilisation comporte deux étapes indispensables : le diagnostic, principalement à partir des analyses de terre, et la préconisation. 4 L’appréciation des sols On a vu que la nutrition des plantes dépend en partie des caractéristiques du sol : richesse en éléments minéraux, facteurs physiques et physicochimiques. Une terre riche en phosphore, par exemple, mais compacte, fournit aux cultures moins de phosphore qu’une terre pauvre mais meuble, où les racines se développent bien. Les premiers indicateurs de fertilité d’un sol sont le rendement et la qualité de la récolte obtenue. Différentes méthodes permettent aussi d’apprécier cette fertilité : l’examen du profil cultural (état physique et biologique), l’analyse de terre (analyse physique et analyse chimique) et l’analyse chimique de végétaux (analyses de feuilles ou de pétioles). Ces méthodes peuvent être complétées par des tests biologiques et par l’étude de la végétation (plantes cultivées, plantes indicatrices). Grâce à elles, on peut expliquer certaines déficiences de rendement, orienter le choix des cultures ou des porte-greffes (notamment en viticulture, en arboriculture et en sylviculture), prescrire le travail du sol et les amendements et, surtout, donner des conseils de fertilisation. L’analyse de terre est le principal outil d’appréciation des sols. Elle comporte deux parties : – l’analyse physique, qui détermine la composition granulométrique, la teneur en calcaire (total et actif) et la teneur en matières organiques ; – l’analyse chimique, qui détermine le pH, la teneur en azote, en anhydride phosphorique (P2O5) extractible, en oxyde de potassium (K2O) échangeable, en magnésie (MgO) échangeable, la capacité d’échange en cations (CEC) et, éventuellement, en oligoéléments. les principes de la fertilisation et des amendements 27 Principales déterminations de l’analyse de terre Détermination Caractéristiques Granulométrie Répartition des particules minérales de la terre fine (<2 mm) du plus fin NF X 31-107 au plus grossier : argiles, limons fins et grossiers, sables fins et grossiers Matière organique À partir du carbone organique. La mesure de l’azote total permet le NF ISO 14235 calcul du rapport Carbone/Azote (C/N) Calcaire Réparti dans les différentes fractions granulométriques ; la mesure du NF ISO 10693 calcaire actif est utile pour certaines cultures pérennes pH Mesure du pH d’une suspension de sol dans l’eau ou le chlorure de NF ISO 10390 potassium CEC Estimation de la réserve en cations (Ca, K, Mg, Na) du complexe argiloNF 31-130 humique NF X 31-108 ci-dessous Oligoéléments Classiquement le cuivre, le zinc et le manganèse sont déterminés mais NF X 31-120 aussi le bore NF X 31-122 Azote minéral Utile pour calculer la fertilisation azotée par la méthode des bilans NF ISO 14256-2 Remarques : Dans le cas du phosphore, le choix de la méthode d’extraction (Dyer : NF X 31-160, Joret-Hébert : NF X 31-161 ou Olsen : NF ISO 11263) dépend du pH du sol. Les résultats obtenus sont sensiblement différents et l’interprétation doit donc tenir compte de la méthode utilisée. Pour qu’une analyse de terre soit fiable, l’échantillon de terre doit être représentatif et avoir été prélevé en respectant certaines modalités. Il est recommandé de s’adresser aux laboratoires d’analyse des sols agréés par le ministère de l’Agriculture et/ou accrédités COFRAC. C’est une garantie de fidélité des résultats et de respect des références analytiques utilisées. L’interprétation de l’analyse est délicate. Une connaissance approfondie des sols de la région et du climat est nécessaire pour éviter les erreurs d’interprétation et les mauvais conseils. C’est pourquoi les normes d’interprétation des analyses de terre doivent être comparées à des valeurs de référence (ou valeurs souhaitables) établies pour les sols de chaque région naturelle. Ces références sont utilisées par les techniciens pour donner des conseils de fumure aux agriculteurs, en fonction des cultures implantées. ▲ Cations échangeables Offre alimentaire de ces éléments Phosphore Offre alimentaire de cet élément Référence les principes de la fertilisation et des amendements 28 Exemple d’analyse de terre Refus à 2 mm ANALYSE DE LA TERRE FINE Granulométrie Sable grossier Sable fin Limon grossier Limon fin Argile - Humidité pondérale - Calcaire total (CaCO3) - Calcaire actif (CaCO3) (Méth. Drouineau) - pH H2O - pH KCI - Carbone organique (C) - Matière organique (Cx1,758) Azote total (N) Rapport C/N - Phosphore J-Hebert (P2O5) Cations échangeables - Potassium (K2O) - Magnésium (MgO) - Calcium (CaO) - Capacité d’échange en cations (CEC) Oligoéléments - Cuivre (Cu) - Zinc (Zn) - Manganèse (Mn) - Bore (B) (Méth. azométhine) 4% 5,6 % 3,6 % 4,0 % 25,8 % 61,0 % 3,1 % 15,3 % 3,7 % 8,14 7,25 20,7 g/kg 36,4 g/kg 1,78 g/kg 11,6 0,185 g/kg NF X 31-101 20/11/92 NF X 31-107 20/09/03 Texture d’argile soit 3,64 % NF ISO 11465 20/08/94 NF ISO 10693 20/06/95 Riche NF X 31-106 05/09/02 NF ISO 10390 05/11/94 alcalin NF ISO 10390 05/11/94 NF ISO 14235 20/09/98 faible NF ISO 11261 20/06/95 normal NF X 31-161 05/12/99 assez pauvre 0,749 g/kg soit 1,59 cmol+/kg 0,126 g/kg soit 0,62 cmol+/kg 13,776 g/kg soit 49,18 cmol+/kg 24,1 cmol+/kg NF X 31-108 20/09/02 riche NF X 31-108 20/09/02 correct NF X 31-108 20/09/02 NF X 31-130 05/12/99 élevé 68,2 mg/kg 5,6 mg/kg 4,3 mg/kg 0,56 mg/kg NF X 31-120 20/05/03 NF X 31-120 20/05/03 NF X 31-120 20/05/03 NF X 31-122 05/12/99 très élevé élevé faible normal Observations : Résultats exprimés sur la terre fine non corrigée de l’humidité résiduelle Commentaires associés aux résultats d’analyses hors champ d’accréditation. Source : D’après le laboratoire départemental de Côte d’Or (2004). ▲ Remarque : La mesure de la CEC (et des cations échangeables) est exprimée, conformément à la norme en cmol+/kg. Les valeurs numériques correspondent aux anciennes unités soit des meq/100 g. Faites Recherche d’informations vérifier Procurez-vous les résultats de plusieurs analyses de terre et les références d’inter- vos informations prétation régionales de la région naturelle où vous projetez de vous installer. par un formateur Vous trouverez ces références en vous adressant à la chambre d’agriculture de votre département. Exercez-vous à interpréter les analyses en fonction des références. les principes de la fertilisation et des amendements 29 En résumé ➩ Le fertilité d’un sol correspond à sa capacité à fournir des récoltes abondantes et de bonne qualité. Elle dépend de nombreux facteurs naturels ou résultant des pratiques agricoles. La fertilisation et les amendements font partie des moyens permettant de préserver ou d’améliorer cette fertilité. ➩ Les principes de la fertilisation reposent sur des lois décrivant l’action des éléments fertilisants sur les cultures : – les exportations doivent être compensées par des avances aux cultures, – l’action d’un élément minéral peut être modifiée par la présence ou l’absence d’un autre facteur de production, – au-delà d’un certain seuil, un apport croissant d’engrais n’augmente plus le rendement. ➩ La fertilisation raisonnée tient compte de ces trois lois et intègre également le contexte économique et environnemental. Elle comporte deux phases : un diagnostic et des préconisations. Le diagnostic est effectué à partir des analyses de terre dont l’interprétation permet de donner des conseils de fertilisation. les principes de la fertilisation et des amendements 30 Corrigés ✍ Corrigé de l’exercice 1 1. Il s’agit du potassium (K). Les parties aériennes des végétaux contiennent beaucoup de K, qui retourne au sol si les résidus de récolte sont enfouis. 2. N = 74 kg/ha ; P2O5 = 29 kg/ha ; K2O = 184 kg/ha ✍ Corrigé de l’exercice 2 1. La dose qui correspond au rendement maximal est de 80 kg d’azote par hectare. 2. Le rendement optimum est déterminé en tenant compte des coûts de production de la culture. À partir d’un certain seuil (la dose optimale), chaque kilo d’azote supplémentaire apporte un gain de rendement de plus en plus faible. Un calcul économique permet de constater que l’augmentation de rendement obtenue par ces apports d’engrais supplémentaires coûte plus qu’elle ne rapporte. Ce seuil dépend du prix de l’engrais utilisé. séquence Les engrais et les amendements Dans cette séquence, vous allez découvrir les engrais et les amendements les plus couramment utilisés en agriculture, leurs principales caractéristiques et les critères qui permettent de les choisir. 1 – Définitions 32 2 – Les engrais 33 2.1 – Caractéristiques des engrais minéraux 2.2 – Principaux engrais azotés 2.3 – Principaux engrais phosphatés 2.4 – Principaux engrais potassiques 2.5 – Choisir un engrais 2.6 – Autres engrais minéraux 2.7 – Engrais organiques 3 – Les amendements 3.1 – Amendements minéraux 3.2 – Amendements organiques En résumé 33 35 36 37 37 41 42 44 44 48 52 Vous trouverez les corrigés des exercices à partir de la page 53. Les définitions des principaux termes introduits dans cette séquence sont réunies dans le glossaire en fin de volume (à partir de la page 126). 3 1 Définitions Pour améliorer ou préserver la fertilité des sols de son exploitation, l’agriculteur peut utiliser des matières fertilisantes : les engrais et les amendements. Les engrais sont des produits de nature minérale ou organique que l’on apporte au sol pour fournir aux végétaux des éléments minéraux plus ou moins rapidement disponibles. Les principaux engrais apportent de l’azote, du phosphore et du potassium. Ces trois éléments sont appelés éléments fertilisants majeurs. Les amendements sont des produits de nature minérale ou organique que l’on apporte au sol pour en modifier les caractéristiques physico-chimiques, c’est-à-dire essentiellement la structure (mode d’assemblage des constituants du sol) et le pH. Les principaux amendements minéraux apportent du calcium et du magnésium et les amendements organiques des matières organiques destinées à entretenir ou à enrichir le stock d’humus du sol. ▲ Remarque : La distinction entre engrais et amendements n’est pas toujours très nette car certains amendements contiennent d’importantes quantités d’éléments nutritifs. les engrais et les amendements 33 2 Les engrais 2.1 – Caractéristiques des engrais minéraux Les engrais minéraux sont classés selon le nombre d’éléments fertilisants majeurs (N, P, K) apportés : – les engrais simples apportent un seul de ces trois éléments ; ils peuvent contenir en plus certains éléments secondaires (Ca, S, oligoéléments...) ; – les engrais composés contiennent deux ou trois de ces éléments : ce sont des engrais binaires (NP, NK, PK) ou ternaires (NPK). Ils sont formés du mélange d’engrais simples (engrais de mélange, ex. : scories potassiques) ou sont obtenus en faisant réagir des matières premières entre elles (engrais complexes, ex. : nitrate de potassium). L’étiquette d’un engrais commercialisé doit indiquer obligatoirement : – l’identification du produit et la référence à la réglementation, – la dénomination du type, – les teneurs déclarées, – la répartition des formes d’azote (N total, N nitrique, N ammoniacal, N cyanamidé, N uréique, N organique), – la solubilité pour le phosphore et le potassium, – la finesse de mouture pour les engrais contenant des phosphates naturels ou des scories Thomas, – éventuellement, la teneur en éléments secondaires. Tous les engrais commercialisés doivent être conformes à la norme européenne (Réglement CE 2003/2003) ou à celle fixée par la législation française (NF U42-001). Les engrais se présentent sous forme solide (en granulés, cristallisés, concassés, en perles, en poudre), en solution (solutions azotées, solutions binaires ou ternaires) ou sous forme de gaz liquéfié (ammoniac anhydre). les engrais et les amendements 34 Attention ! L’unité de mesure utilisée dans les calculs de fertilisation est l’unité fertilisante. Par convention, on considère que l’unité fertilisante correspondant à l’élément phosphore est l’oxyde de phosphore P2O5, que celle correspondant à l’élément potassium est l’oxyde de potassium K2O et que celle correspondant à l’élément azote est l’azote N. En réalité, ces formes chimiques n’existent pas dans le sol mais, par convention, les formulations d’engrais ainsi que le calcul des apports et des exportations se font dans ces unités. Par exemple, dans un engrais de formule 0-12-18 : – 0 représente le pourcentage en masse de l’élément N, – 12 représente le pourcentage en masse de l’oxyde de phosphore (anhydride phosphorique) P2O5, soit 12 kg de P2O5 pour 100 kg de produit, – 18 représente le pourcentage en masse de l’oxyde de potassium K2O, soit 18 kg de K2O pour 100 kg de produit. Les anciennes appellations « acide phosphorique » et « potasse » ne sont plus autorisées. ▲ Remarque : L’Union européenne (2003) recommande d’exprimer les teneurs en éléments minéraux des engrais sous forme d’éléments : – phosphore (P) = 0,436 ✕ anhydride phosphorique (P2O5) – potassium (K) = 0,830 ✕ oxyde de potassium (K2O) – calcium (Ca) = 0,715 ✕ oxyde de calcium (CaO) – magnésium (Mg) = 0,603 ✕ oxyde de magnésium (MgO) – sodium (Na) = 0,742 ✕ oxyde de sodium (Na2O) – soufre (S) = 0,400 ✕ anhydride sulfurique (SO3) les engrais et les amendements 35 2.2 – Principaux engrais azotés Les roches ne contiennent pas d’azote. Tous les engrais azotés minéraux commercialisés sont donc des produits de synthèse, fabriqués à partir de l’azote gazeux de l’atmosphère. Leur fabrication est très coûteuse en énergie et leur prix est élevé. Ils sont classés en plusieurs catégories selon la forme chimique de l’azote qu’ils contiennent. Catégories d’engrais azotés et principaux engrais Engrais Engrais nitriques – nitrate de soude NaNO3 – nitrate de chaux Ca(NO3)2 – nitrate de chaux et de magnésium Engrais ammoniacaux – sulfate d’ammoniaque (NH4)2SO4 – ammoniac anhydre NH3 Engrais ammoniacaux-nitriques – ammonitrates NH4NO3, – différents dosages – sulfonitrate d’ammoniaque Teneur en N Teneur en éléments secondaires 16 % 15,5 % 15 % 36,5 Na2O 34 CaO 46% CaO et 8 % MgO Remarques action rapide 21 % 82 % 61 % SO3 action progressive acidifiant gaz liquéfié les plus utilisés 27 % et 33,5 % 25 à 28 % Engrais amidiques 46 % – urée (N uréique) – cyanamide calcique (N cyanamidique) 18 à 21 % 20 à 35 % SO3 moitié NO3-, moitié NH4+ éventuellement 8 % MgO 60 à 70 % CaO → NH4+ dans le sol intéressant en sols acides ou lourds NB : Les engrais indiqués en italiques sont les plus couramment utilisés. les engrais et les amendements 36 2.3 – Principaux engrais phosphatés Les engrais phosphatés sont fabriqués à partir de phosphates naturels (mines) ou de sous-produits de la sidérurgie. Ils sont classés en fonction de leur solubilité. Principaux engrais phosphatés (des plus solubles aux moins solubles) Superphosphates de chaux – normal : 16 à 24 % de P2O5 (22 à 30 % de SO3, 38 à 50 % de sulfate de calcium) – concentré: 25 à 37% de P2O5 (12 à 22% de SO3, 21 à 37% de sulfate de calcium) – triple : >38 % de P2O5 (2 à 12 % de SO3, 3 à 20 % de sulfate de calcium) pas d’action sur le pH Phosphates d’ammonium monoammonique et diammonique engrais binaires : N et P, plusieurs teneurs (11-48-0, 10-51-0, 18-46-0,18-50-0...) Phosphate bicalcique 38 % de P2O5 Phosphal 30 à 35 % de P2O5 à éviter en sols acides, usage limité aux sols basiques Scories de déphosphoration ou scories Thomas > 12 % de P2O5, 45 à 50 % de CaO action amendante, également riches en oligoéléments. Ce produit disparaît progressivement Phosphates naturels de 25 à 33 % de P2O5, 30 à 55 % de CaO à réserver aux sols acides les engrais et les amendements 37 2.4 – Principaux engrais potassiques Les principaux engrais potassiques sont fabriqués à partir de deux roches, la sylvinite et la kiesérite, extraites des mines de potasse et de magnésium. Les plus couramment employés sont le chlorure de potassium (KCl), le sulfate de potassium (K2SO4), le patentkali (sulfate double de potassium et de magnésium) et le nitrate de potassium (KNO3, engrais binaire). 2.5 – Choisir un engrais Pour fertiliser efficacement, il faut apporter les éléments minéraux en quantité suffisante et au meilleur moment, comme vous le verrez dans les séquences suivantes, mais aussi faire un épandage correct et utiliser des engrais de bonne qualité. Les principaux éléments de choix d’un engrais sont sa composition chimique et la forme sous laquelle il se présente (granulé, en poudre, en solution). Les deux principales formes chimiques de l’azote contenu dans les engrais minéraux sont les nitrates (NO3-) et l’azote ammoniacal (NH4+). Les nitrates sont directement utilisables par les plantes tandis que l’azote ammoniacal doit être nitrifié pour être utilisé, des pertes pouvant se produire lors de cette transformation. La pomme de terre préfère les sols acides et le colza consomme beaucoup de soufre. 1. En tenant compte de ces particularités, choisissez dans le tableau page 35 un engrais azoté qui puisse convenir à ces deux cultures. ✐ exercice 1 2. Dans quel cas ne faut-il cependant pas employer cet engrais ? Reportez-vous au corrigé page 53 les engrais et les amendements 38 L’engrais phosphaté le plus efficace est celui qui libère le plus rapidement le phosphore dans la solution du sol. Cette caractéristique dépend surtout de la solubilité : plus un engrais phosphaté est soluble, plus le phosphore est disponible pour les plantes et plus il est efficace. Les produits commercialisés vont des phosphates solubles aux phosphates insolubles, une solubilité décroissante correspondant à une efficacité moindre. Pour choisir l’engrais le mieux adapté, il est donc très important de pouvoir identifier les formes sous lesquelles le phosphore de l’engrais se trouve. En général, la seule indication dont on dispose concerne le réactif utilisé pour mesurer la solubilité. Il faut donc savoir l’interpréter. Identification des formes de phosphore contenu dans les engrais phosphatés Si vous lisez sur l’étiquette « solubilité dans... » : Le phosphore est sous forme de : • Citrate d’ammonium neutre et eau phosphate d’ammonium ou superphosphate • Citrate d’ammonium alcalin (Petermann) phosphate bicalcique • Citrate d’ammonium alcalin (Joulie) phosphate aluminocalcique (phosphal) • Acide citrique scories • Acide formique phosphates naturels tendres • Acide fort phosphates naturels durs, purs ou en mélange (ne pas utiliser) NB : Les engrais du tableau sont présentés dans un ordre de solubilité décroissant. Le choix de l’engrais s’effectue en tenant du compte du pH du sol. Les phosphates solubles dans l’eau et le phosphate bicalcique sont utilisables dans tous les sols, tandis que les scories et les phosphates naturels tendres doivent être réservés aux sols légèrement ou très acides. les engrais et les amendements 39 Choix d’un engrais phosphaté en fonction de l’acidité du sol Forme pH des engrais phosphatés Phosphate d’ammonium Superphosphate pH < 5,5 6,2 < pH eau < 7,2 5,5 < pH eau < 6,2 ou CaCO < 10 % 3 CaCO3 > 10 % Bicalciques Scories Phosphates alumino-calciques Phosphates naturels Forme utilisable Forme généralement déconseillée Source : COMIFER. La législation française et la réglementation européenne imposent des garanties minimum concernant la teneur en P2O5, la solubilité et la finesse de mouture. En effet, plus les particules sont grossières et plus la dissolution de l’engrais est lente. Le phosphal, par exemple, doit contenir un minimum de 30 % de P2O5 dont 75 % doivent être solubles dans le citrate d’ammonium alcalin. Sa mouture doit être suffisamment fine pour que 90 % du produit passent dans un tamis à ouverture de maille de 0,160 mm et 98 % dans un tamis à ouverture de maille de 0,630 mm. D’après les normes françaises, les scories Thomas doivent pouvoir passer à 96 % minimum dans un tamis d’une maille de 0,630 mm et à 75 % dans un tamis d’une maille de 0,160 mm. À votre avis, pourquoi les normes françaises fixent-elles ces exigences ? ✐ exercice 2 Reportez-vous au corrigé page 53 Seuls les sacs d’engrais de 50 kg sont étiquetés. Dans le cas, très fréquent, où l’engrais est livré en vrac, le bon d’accompagnement doit comporter toutes les caractéristiques du produit. Réclamez-le ! ▲ Remarque : les engrais et les amendements 40 Les engrais potassiques sont tous solubles dans l’eau et apportent le potassium sous forme d’ions K+. Le choix est essentiellement fondé sur l’intérêt ou le risque d’apporter l’ion accompagnateur : SO42- ou NO3- ou Cl- ou Mg2+. C’est le cas notamment pour des cultures comme le tabac, la fraise ou le haricot qui ne tolèrent pas le chlore. Le chlorure de potassium est le plus utilisé. Il convient à tous les sols et à la plupart des cultures. Le sulfate de potassium, plus cher, est recommandé pour les cultures qui ont des besoins importants en soufre (cultures maraîchères, arboriculture). Le patentkali est intéressant pour sa richesse en magnésium. Normes concernant les engrais potassiques Nom de l’engrais Teneur minimale en K2O Autres exigences Chlorure de potassium 37 % K2O Soluble dans l’eau Chlorure de potassium contenant du magnésium 37 % K2O 5 % MgO Soluble dans l’eau Sulfate de potassium 47 % K2O Soluble dans l’eau, pas plus de 3 % de chlore Patentkali 22 % K2O 8 % MgO Soluble dans l’eau, pas plus de 3 % de chlore 42 % K2O 12 % N nitrique Soluble dans l’eau, pas plus de 1 % de chlore Nitrate de potassium L’agriculteur peut utiliser des engrais simples, des engrais binaires ou encore ternaires. Les critères de choix sont surtout liés à l’organisation du travail et au coût. Le calcul du prix de revient des engrais doit tenir compte de leur qualité et de la comparaison entre les formules, mais aussi de l’ensemble des opérations liées à l’épandage : stockage, manutention, transport, application au sol. Les engrais simples sont souvent les moins chers et l’agriculteur peut choisir les formules les mieux adaptées à ses cultures et à ses sols. Leur utilisation entraîne plusieurs passages car les mélanges faits à la ferme ne sont en général pas assez homogènes pour être satisfaisants (engrais de densités trop différentes). ▲ Remarque : Il existe aujourd’hui, sur le marché, des engrais de mélange mécanique (bulk blending) dont les composantes possèdent des caractéristiques physiques proches permettant un épandage régulier. les engrais et les amendements 41 2.6 – Autres engrais minéraux Si les éléments majeurs (N, P, K) jouent un rôle essentiel dans la croissance des végétaux, d’autres éléments doivent également être pris en compte. En effet, les sols peuvent s’appauvrir (lessivage, exportations) ou certaines cultures peuvent avoir des exigences particulièrement importantes. L’insuffisance en un élément peut alors agir comme un facteur limitant sur le rendement, surtout à des niveaux d’intensification élevés. Ces éléments secondaires sont le magnésium, le soufre, le sodium et des oligoéléments : fer (Fe), manganèse (Mn), molybdène (Mo), bore (B). Le soufre, par exemple, peut être dissous et lessivé à la faveur d’un hiver trop humide. Ce risque est plus ou moins important selon les types de sol : élevé dans les sols superficiels caillouteux ou sableux ou dans les sols argilo-calcaires où la minéralisation est lente, minime dans les terres argileuses et les limons. Remarque : En général, les carences en oligoéléments ne sont pas dues à un épuisement du sol mais plutôt au fait que ces éléments existent sous des formes indisponibles par les plantes. C’est l’apparition de signes spécifiques sur les végétaux et la connaissance des sols de son exploitation qui poussent le plus souvent l’agriculteur à apporter des oligoéléments. ▲ De nombreux engrais permettent d’apporter ces éléments secondaires. Ils font partie des catégories précédentes (patentkali, sulfate d’ammonium, sulfate de potassium, superphosphate...) ou apportent spécifiquement ces éléments (sulfate de magnésium, sulfate de fer, sulfate de manganèse, acide borique, molybdate de sodium...). les engrais et les amendements 42 Consommation d’engrais minéraux Pour en savoir plus Pendant la campagne 1995/1996, la consommation totale d’engrais chimiques a été de 4,9 millions de tonnes d’éléments fertilisants. En 2004-2005, elle n’est plus que de 3,9 millions de tonnes. La fertilisation en kg/ha de surface fertilisable était de 73 N - 67 P2O5 - 61 k2O en 1979-1980 et de 90 N - 39 P2O5 57 K2O en 1995-1996. Elle est aujourd’hui (2004-2005) de 90 N - 26 P2O5 35 K2O. Aujourd’hui, 70 % des engrais minéraux apportés aux cultures sont des engrais simples. 2.7 – Engrais organiques Les engrais organiques proviennent de diverses matières premières d’origine animale ou végétale, que l’on dessèche ou que l’on broie. Ces engrais ne sont pas solubles dans l’eau mais la majeure partie des éléments qu’ils contiennent est rapidement minéralisable et disponible pour les plantes. Ils apportent principalement de l’azote, du phosphore et du potassium mais aussi du soufre, du calcium, du magnésium et des oligoéléments. Ils n’enrichissent pas le sol en humus mais ils stimulent l’activité des êtres vivants du sol auxquels ils servent de nourriture. Les engrais composés organiques doivent contenir au moins 3 % de l’un des éléments N, P2O5 ou K2O ou la somme de ces trois éléments doit être supérieure à 7 %. Leur prix est souvent élevé à cause du coût des matières premières utilisées. Selon leur composition, certains de ces engrais sont autorisés en agriculture biologique. On trouve aussi dans le commerce des engrais organo-minéraux qui sont fabriqués en mélangeant des matières organiques végétales ou animales et des engrais minéraux. Pour un engrais NPK, la teneur minimale en chaque élément est de 3 % et la somme des éléments majeurs est au moins égale à 7 %. les engrais et les amendements 43 Teneur en éléments fertilisants de quelques engrais organiques (en % du produit brut) Corne brute Sang desséché Farine de poisson Excréments de poules Déchets de poils et crins Poudre d’os Tourteaux de colza Germes de malt Gadoues brutes Vinasse de betterave N (en %) P2O5 (en %) K2O (en %) 10 à 14 10 à 13 4 à 10 3à5 4à6 1 5 4à5 0,3 à 0,5 3 0,4 à 1,4 0,7 à 1 5à6 3à4 – 6à7 1,9 1,5 à 2 0,4 0,8 0,4 à 0,6 0,75 0,5 à 1 2à3 – – 1,2 2 à 2,5 0,3 à 0,4 4,5 Parmi les engrais organiques précédents, quels sont ceux qui apportent le plus d’azote ? De phosphore ? Pourquoi ? ✐ exercice 3 Reportez-vous au corrigé Remarque : Le réglement 181/2006 de l’Union européenne interdit l’usage des engrais organiques autres que le lisier sur les pâturages. ▲ page 53 3 Les amendements Les amendements sont destinés à préserver ou à améliorer la structure des sols, à régulariser le pH et à favoriser une activité biologique propice à la croissance des plantes. Il y a deux sortes d’amendements : les amendements minéraux, qui apportent du calcium et/ou du magnésium et les amendements organiques qui enrichissent le sol en matière organique et dont certains fournissent aussi un grand nombre d’éléments minéraux. 3.1 – Amendements minéraux On distingue deux catégories d’amendements minéraux : les amendements calciques et/ou magnésiens et les amendements engrais. Ces derniers sont des produits qui, en plus de leur action neutralisante, fournissent aux cultures au moins un autre élément que le calcium ou le magnésium. Ils sont nombreux et leurs dosages sont très variables. La norme impose pour ces produits une teneur en éléments fertilisants et une valeur neutralisante minimales (norme NF U 44-203). ▲ Remarque : Certains engrais ont également une action neutralisante (scories Thomas, phosphates naturels, cyanamide calcique). Ils relèvent de la norme sur les engrais qui ne formule aucune exigence sur la valeur neutralisante. Les amendements minéraux les plus utilisés sont les amendements calciques et/ou magnésiens. Ils apportent au sol du calcium et/ou du magnésium, améliorent les propriétés des sols et régularisent le pH quand le calcium présent dans l’amendement est associé à des ions qui ont une action neutralisante sur les ions hydronium H3O+ de la solution du sol : ions hydroxydes OH- ou carbonates HCO3-. les engrais et les amendements 45 Les amendements calciques et/ou magnésiens sont répartis en six classes dont les caractéristiques sont fixées par la norme NF U 44-001. Principaux amendements calciques et/ou magnésiens (norme NF U 44-001) Classe 1 Carbonates de calcium d’origine naturelle (carbonate de calcium : CaCO3) Ex. : craie, maërl, marne, amendement calcaire Teneur de 50 à 54 % d’équivalent CaO Classe 2 Carbonates de calcium et de magnésium d’origine naturelle (carbonate de calcium : CaCO3 et carbonate de magnésium MgCO3) Ex. : amendement calco-magnésien, dolomie, carbonate de magnésium Teneur de 28 à 32 % d’équivalent CaO et de 18 à 21 % d’équivalent MgO Classe 3 Chaux1 Chaux vives : oxyde de calcium (CaO) et/ou oxyde de magnésium (MgO) – 85 à 95 % CaO pour la chaux calcique – 50 à 56 % CaO et 30 à 40 % MgO pour la chaux magnésienne Chaux éteintes : Ca(OH)2, Mg(OH)2, obtenues par hydratation des précédentes Classe 4 Amendement minéraux basiques mixtes Mélange de la classe 3 avec classe 1 ou 2 Minimum de 15 % de teneur déclarée sous forme d’oxyde ou d’hydroxyde Classe 5 Autres amendements minéraux basiques Écumes de sucrerie exclusivement2 Classe 6 Amendements basiques sidérurgiques Élaborés à partir de scories de déphosphoration : > 35 % CaO+MgO 1. Ce sont des matières dangereuses (doit être spécifié sur l’étiquetage) 2. Tous les autres produits doivent avoir une autorisation provisoire de vente (APV) ou une homologation Pour tous ces produits, les mentions obligatoires sont : – la référence à la norme, – le type d’amendement, – la teneur en calcium et/ou en magnésium, exprimée en kg de CaO et de MgO, – la nature chimique (carbonate, oxyde, hydroxyde), – la qualité de finesse (pulvérisé, granulé, broyé, concassé, calibré), – et la valeur neutralisante. les engrais et les amendements 46 Pour les classes 1 et 2, la solubilité carbonique ou la dureté de la roche, la finesse de mouture, la réactivité (rapide, moyennement rapide, lente) et le taux d’humidité doivent également être mentionnés. Pour la classe 5, le taux d’humidité sera indiqué. La valeur neutralisante d’un amendement mesure son action neutralisante. C’est un nombre, exprimé en kg de CaO, suivant le même principe que pour les éléments majeurs des engrais. Par convention, on considère qu’une unité neutralisante correspond à l’action de 1 kg de CaO. On peut ainsi comparer l’action de plusieurs amendements et calculer les quantités à apporter. Par exemple, si la valeur neutralisante d’un amendement est de 45, il faudra en apporter 100/45 x 100 ≈ 220 kg pour obtenir la même action neutralisante qu’avec 100 kg de CaO. De même, on devra utiliser 100/30 x 100 ≈ 330 kg d’un amendement calcique dont la valeur neutralisante est de 30. ▲ Remarque : On effectue le même type de calcul pour les amendements apportant du magnésium. Dans ce cas, on considère que la valeur neutralisante d’un kg de MgO est égale à 1,4 fois la valeur neutralisante d’un kg de CaO. La solubilité carbonique traduit la rapidité d’action de l’amendement qui dépend de la finesse du broyage et de l’origine du calcaire (tendre ou non). Une solubilité supérieure à 50 % correspond à une action rapide, inférieure à 20 %, l’action est lente. Entre ces deux valeurs, l’action est dite moyennement rapide. La qualité de finesse est appréciée par tamisage. Trois catégories sont ainsi distinguées : – produit pulvérisé : 80 % du produit passent à 0,315 mm et 99 % à 1 mm ; – produit broyé : 80 % du produit passent à 4 mm ; – produit concassé ou brut : plus de 20 % sont supérieurs à 4 mm. Pour les produits des classes 1 et 2, la finesse de mouture est caractérisée par le diamètre du tamis au travers duquel passent 80 % du produit. les engrais et les amendements 47 Calculez la quantité de dolomies, puis la quantité de chaux vive ayant la même valeur neutralisante que 100 kg de CaO (valeur neutralisante des dolomies : 55 ; chaux vive : 75). ✐ exercice 4 Reportez-vous au corrigé page 53 Le choix d’un amendement repose principalement sur des critères agronomiques (type de sol, valeur du pH, teneur en magnésium...) et sur la rapidité d’action, les facilités d’épandage et le prix. Étudiez les mentions de l’étiquette d’amendement minéral basique suivante et répondez aux questions. 1. Cet amendement a-t-il une action neuAMENDEMENT CALCIQUE ET MAGNÉSIEN NF U 44-001 tralisante ? ✐ exercice 5 AMENDEMENT CALCAIRE MAGNÉSIEN PULVÉRISÉ - 42,5 % d’Oxyde de Calcium (CaO) total combiné à l’état de Carbonate - 10,0 % d’Oxyde de Magnésium (MgO) total combiné à l’état de Carbonate - Valeur neutralisante : 57 - Finesse : 80 % minimum passant au tamis de 0,200 mm - Solubilité carbonique de l’amendement : 39 - Amendement à action moyennement rapide 2. Toutes les mentions obligatoires figurent-elles sur l’étiquette ? 3. Compte tenu de ses caractéristiques, cet amendement vous semble-t-il convenir pour une action rapide sur l’acidité du sol ? Justifiez votre réponse. Reportez-vous au corrigé page 54 les engrais et les amendements 48 ▲ Remarque : D’autres amendements visent à modifier la texture du sol. C’est le cas du sable, destiné à alléger un sol trop argileux ou des marnes argileuses, utilisées pour enrichir en argile les sols sableux trop légers. Compte tenu des très importantes quantités nécessaires, ces amendements ne sont utilisés que sur des surfaces réduites (horticulture, maraîchage). 3.2 – Amendements organiques Les amendements organiques visent à compenser la fraction de l’humus qui se minéralise chaque année. Ils enrichissent le sol en matière organique, en améliorent la structure et apportent des éléments nutritifs aux cultures. Les apports de matière organique jouent également un rôle très important sur l’activité biologique du sol (notamment sur les microorganismes). Les principaux amendements organiques sont les effluents d’élevage et les résidus de récolte provenant de l’exploitation agricole. D’autres, comme les déchets urbains ou certains sous-produits industriels, sont d’origine externe. Principaux amendements organiques Origine agricole – résidus de cultures : pailles, chaumes... – fumiers Déchets urbains et industriels Autres produits commercialisés – compost vert – compost d’ordures ménagères – compost des industries – boues de station d’épuration compostées – compost végétal ▲ Remarque : Les boues de station d’épuration ne sont ni des fertilisants ni des amendements mais des déchets. Leur utilisation implique le respect d’un plan d’épandage. Comme les engrais, les amendements organiques commercialisés doivent respecter une norme (NF U 44-051). Les boues compostées doivent obligatoirement respecter la norme NF U 44095. En conséquence, elles sont exemptes de plans d’épandage et de suivis agronomiques. Ce sont alors des amendements organiques. les engrais et les amendements 49 Remarque : Parmi les effluents d’élevage, seuls les fumiers sont des amendements organiques. Les autres, comme les lisiers, doivent avoir subi une transformation préalable (séchage, compostage, etc.). Cependant, les quantités importantes d’éléments minéraux apportées par les fumiers et lisiers permettent de réduire les quantités d’engrais minéraux. C’est pourquoi les effluents d’élevage sont très souvent appelés engrais de ferme. La composition minérale des fumiers et des lisiers est variable selon l’espèce animale mais aussi selon l’alimentation que reçoivent ces animaux, le mode d’élevage (mode de stabulation), la nature de la litière et l’état d’évolution du produit (fermentation du fumier). ▲ Les amendements organiques sont des composés carbonés d’origine végétale ou animale et végétale en mélange dont la teneur en matière sèche est supérieure à 30 % du produit brut. La teneur maximale en un des éléments majeurs, N, P2O5 ou K2O est de 3 %. La somme des trois teneurs doit être inférieure à 7% du produit brut. Le rapport carbone sur azote (C/N) est supérieur à 8 et la somme des formes nitrique, ammoniacale et uréique ne doit pas dépasser 33 % de l’azote total. Des amendements organiques avec engrais peuvent être commercialisés à condition que la teneur en N, P2O5 ou K2O soit supérieure à 1% du produit brut. Des valeurs limites en éléments traces métalliques [Arsenic (As), Cadmium (Cd), Chrome (G), Mercure (Hg), Nickel (Ni), Plomb (Pb), Sélénium (Se), Cuivre (Cu) et Zinc (Zn)], en agents pathogènes, en impuretés (plastiques, verres et métaux) et composés traces organiques (HAP : hydrocarbures aromatiques polycycliques) doivent être respectées. De plus, des flux maximaux annuels et sur dix ans sont définis pour les éléments traces métalliques et les composés traces organiques. Parmi les effluents d’élevage, les purins (liquides s’écoulant des litières) et les lisiers (mélange d’excréments solides, d’urine et d’eau) s’apparentent plutôt aux engrais organiques. Ils sont rapidement minéralisés et leur rôle principal n’est pas d’améliorer la structure du sol mais d’apporter des éléments nutritifs. Cependant, ils ne correspondent pas à la législation sur les engrais car leur concentration en minéraux est insuffisante. Pourtant, lisiers et purins peuvent être une source de pollution azotée au même titre que les engrais et leur épandage est désormais réglementé. les engrais et les amendements 50 Composition moyenne de quelques fumiers de ferme (en kg/tonne de produit brut) Bovins (litière accumulée) Porcs sur paille accumulée Ovins Poulets de chair Azote (N) Phosphore (P2O5) Potassium (K2O) 5,8 7,2 6,7 29 2,3 7 4 25 9,6 10,2 12 20 ▲ Remarques : Ces valeurs sont seulement indicatives. Pour effectuer des calculs de fumure, procurez-vous des tables plus précises qui tiennent compte des facteurs de variation de ces valeurs. Pour connaître la composition réelle des effluents d’élevage, une analyse par un laboratoire spécialisé est nécessaire. Cependant, il existe des analyseurs rapides permettant de mesurer les quantités d’azote ammoniacal que contiennent les lisiers (exemple : Quantofix, Agros, Agro-lisier, etc.). Outre les éléments déjà cités, ces produits apportent aussi des quantités non négligeables d’autres éléments (soufre, sodium, oligoéléments). Les quantités de produits à épandre dépendent des exigences des cultures, de leur valeur nutritive et de la disponibilité des éléments. On considère que le calcium, le magnésium et le potassium de tous les engrais de ferme, ainsi que le phosphore des fumiers (à l’exception de celui de volailles), sont disponibles immédiatement, avec la même efficacité que des engrais minéraux solubles. Le phosphore des lisiers et des purins est dégradé plus lentement. On applique alors un coefficient (0,65 pour les volailles et 0,85 pour les porcs et les bovins) pour comptabiliser les apports.Une partie de l’azote est utilisable par les cultures dans l’année qui suit l’épandage. C’est l’effet direct estimé par un coefficient relativement variable, de 0,2 à 0,7 (exemple : 0,3 pour un fumier de bovin). L’effet indirect correspond à un surcroît de minéralisation, les années suivantes, fonction de la nature, des quantités et de la fréquence des apports de matière organique. exercice 6 ✐ À l’aide du tableau précédent, calculez la valeur fertilisante d’un fumier de bovin épandu à raison de 40 tonnes par hectare. Reportez-vous au corrigé page 54 N 1re année P K les engrais et les amendements 51 Remarque : ▲ Les engrais verts sont des végétaux à croissance rapide cultivés pour être enfouis dans le sol (ce sont souvent des crucifères, des graminées ou des légumineuses). Ils contribuent à l’amélioration de la structure du sol et à son activité biologique et se décomposent rapidement. Ils enrichissent assez peu le sol en humus et fournissent peu d’éléments fertilisants au sol (sauf dans le cas des légumineuses) mais ils restituent ceux qu’ils ont prélevé. L’implantation d’un engrais vert à l’automne permet cependant d’éviter de laisser un sol nu pendant l’hiver, le protégeant ainsi de la battance et du ruissellement et empêchant le lessivage des nitrates. Le retournement d’une prairie produit d’importantes quantités d’humus : de une à deux tonnes d’humus par hectare selon la nature de cette prairie et sa durée d’implantation. Les pailles peuvent restituer beaucoup d’humus mais il est conseillé de favoriser leur décomposition en les broyant. Faut-il brûler ou enfouir les pailles ? Les arguments en faveur du brûlage sont principalement liés à la difficulté d’incorporer les pailles au sol. Dans le cas d’un semis direct (c’est-à-dire sans labour) d’un colza en fin d’été, le brûlage peut permettre une meilleure levée. Les autres arguments concernent des aspects phytosanitaires (vertus désinfectantes du feu). En revanche, le brûlage des pailles représente forcément un gaspillage (l’azote qu’elles contiennent est presque entièrement volatilisé, de même que les substances carbonées) et le sol, en particulier dans les zones de grandes cultures, risque de s’appauvrir en matière organique. De plus, il y a les risques d’incendie, d’accidents dus à la fumée et les dégâts causés à la faune sauvage (animaux brûlés, paniqués, destruction de nourriture et d’abris). Les arguments en faveur de l’enfouissement des pailles semblent plus nombreux et plus décisifs. En effet, contrairement aux résidus de culture peu lignifiés (fanes de pommes de terre, verts de betteraves, engrais verts), les pailles restituent d’importantes quantités de matière organique qui remplace celle qui est minéralisée. Leur incorporation au sol limite également les risques de battance et de tassement des sols. De plus, l’enfouissement des pailles permet de piéger temporairement l’azote et limite ainsi le lessivage hivernal. L’inconvénient lié à l’incorporation au sol peut être supprimé grâce au broyage et à l’éparpillement des pailles. Aujourd’hui, les surfaces brûlées ont beaucoup diminué, en particulier à cause des réglementations en vigueur qui interdisent ces pratiques (des dérogations sont nécessaires). Pour en savoir plus les engrais et les amendements 52 En résumé ➩ Les engrais sont des produits minéraux ou organiques. Ils apportent au moins un des trois principaux éléments fertilisants : l’azote (N), le phosphore (P exprimé en P2O5) et le potassium (K exprimé en K2O). Ils se distinguent par le nombre d’éléments différents apportés, leurs proportions respectives, leur forme chimique et leur présentation. Tous les engrais commercialisés doivent correspondre à une norme européenne ou française. ➩ Les principaux amendements sont des amendements minéraux basiques et les amendements organiques. Leurs rôles principaux concernent l’amélioration des propriétés physiques et chimiques (structure, pH) et l’activité biologique des sols. ➩ De plus, les amendements minéraux apportent du calcium et/ou du magnésium. Leurs principales caractéristiques concernent les éléments apportés, la nature chimique, la rapidité d’action et la valeur neutralisante. Une norme définit les caractéristiques techniques de l’ensemble de ces produits. ➩ Les amendements organiques compensent les pertes en matière organique dues à la minéralisation de l’humus. Ces produits ont des origines très variées. Les principaux sont issus de l’exploitation agricole : fumiers, résidus de récolte. Des déchets urbains et industriels peuvent aussi être utilisés comme amendements. Les effluents d’élevage peuvent apporter d’importantes quantités d’éléments minéraux. les engrais et les amendements 53 Corrigés ✍ 1. L’engrais qui semble le mieux adapté est le sulfate d’ammoniaque qui apporte une quantité importante de soufre. Le fait qu’il acidifie le sol n’est pas un obstacle à la culture de la pomme de terre, sauf bien sûr si le sol est déjà très acide. 2. Il ne faut pas employer cet engrais dans un sol où le risque d’acidification est trop important. Corrigé de l’exercice 1 ✍ Pour les engrais phosphatés à faible solubilité, comme les scories, la finesse de la mouture, c’est-à-dire la taille des particules, favorise la mise en solution du phosphore et, par conséquent, l’utilisation par les plantes. Dans ce cas, un engrais de bonne qualité doit être formé de particules fines. Corrigé de l’exercice 2 ✍ Les engrais qui apportent le plus d’azote proviennent surtout de matières premières d’origine animale. En effet, la matière organique animale contient généralement plus de protéines que la matière organique végétale (environ 70 % de la matière brute dans le cas de la farine de poisson, par exemple). L’engrais le plus riche en phosphore est également d’origine animale. En effet, les os contiennent beaucoup de phosphore (et de calcium). Corrigé de l’exercice 3 Quantité de dolomies : 100/55 x 100 = 182 kg Quantité de chaux vive : 100/75 x 100 = 133 kg Corrigé de l’exercice 4 ✍ les engrais et les amendements 54 ✍ Corrigé de l’exercice 5 1. L’amendement contient du CaO et du MgO sous forme de carbonates. Il a une action neutralisante, exprimée par la valeur neutralisante (56). 2. Les mentions : référence à la norme, teneurs et natures chimiques des constituants, valeur neutralisante, finesse, figurent sur l’étiquette. De plus, s’agissant d’un produit de classe 2, la finesse de mouture et la solubilité carbonique s’y trouvent également. Les mentions obligatoires sont toutes présentes. 3. Cet amendement ne devrait pas avoir une action rapide sur le pH du sol car, malgré une valeur neutralisante élevée et une mouture fine, la solubilité carbonique n’est pas très élevée. Il est vraisemblablement issu de calcaires assez durs. ✍ Corrigé de l’exercice 6 1re année N (kg) P2O5 (kg) K2O (kg) 70 2,3 x 40 = 92 9,6 x 40 = 384 séquence La fertilisation azotée Dans cette séquence, après un rapide exposé sur l’impact de la pollution par les nitrates et sur les mesures mises en œuvre pour y remédier, vous découvrirez les principes du raisonnement de la fertilisation azotée des cultures. 1 – Fertilisation azotée et environnement 1.1 – La directive « Nitrates » 1.2 – Les autres mesures relatives à l’environnement 1.3 – Les actions agri-environnementales 56 56 59 60 2 – Bilan global de l’exploitation 61 3 – Bilan azoté et calcul de la fumure 62 3.1 – Méthode du bilan 3.2 – Outils de pilotage 3.3 – Fractionnement des apports 3.4 – Nouvelles techniques de fertilisation En résumé 62 71 73 74 75 Vous trouverez les corrigés des exercices à partir de la page 76. Les définitions des principaux termes introduits dans cette séquence sont réunies dans le glossaire en fin de volume (à partir de la page 126). 4 1 Fertilisation azotée et environnement 1.1 – La directive « Nitrates » L’azote est un des principaux facteurs de croissance des végétaux. En conséquence, la fertilisation azotée est un élément essentiel de la productivité et, même, de la qualité des cultures. Cependant, compte tenu du lessivage et des risques de pollution des nappes d’eau, la fertilisation doit correspondre le plus strictement possible aux besoins des cultures. La protection de l’environnement, particulièrement celle de l’eau, est devenue une priorité européenne. En 1991, l'Union européenne a adopté une directive, connue sous le nom de « directive nitrates », ayant pour objectif la protection des eaux contre la pollution par les nitrates d'origine agricole. Chaque État membre doit décliner l'application de cette directive en trois volets : - la délimitation de zones vulnérables1, - dans les zones vulnérables, la définition et la mise en œuvre de programmes d'action concernant essentiellement le raisonnement de la fertilisation azotée, - l'application volontaire d'un code national des bonnes pratiques agricoles (CBPA) en dehors des zones vulnérables. Les accords de Luxembourg (2003) conditionnent, depuis le 1er janvier 2005, le versement des aides PAC (politique agricole commune) au respect des programmes d'action. La dernière délimitation de zones vulnérables (mars 2003) concerne 74 départements et un peu plus de 50 % de la surface agricole utile (SAU) française. Les régions d'élevage intensif (grand Ouest dont la Bretagne) et les zones de grandes cultures intensives du Bassin parisien ou du Sud-Ouest sont particulièrement représentées. Les mesures des programmes d'action actuels (2004-2007) sont fixées localement, par arrêtés préfectoraux, à partir des règles du CBPA (novembre 1993) et de l'arrêté conjoint des ministères en charge de la santé, de l'agriculture la fertilisation azotée 57 et de l'écologie (août 2005) qui établit les prescriptions minimales à mettre en œuvre en zone vulnérable. Le contrôle est coordonné par les DDAF. Ces prescriptions sont renforcées dans les zones à excédent structurel2 (ZES) et les zones d'action complémentaire3 (ZAC). Code des bonnes pratiques agricoles (CBPA) ÉPANDAGE ET STOCKAGE DES FERTILISANTS AZOTÉS : – définition des périodes où l’épandage est déconseillé, – conseils d’épandage pour les sols en forte pente, détrempés, inondés, gelés, enneigés, – distances minimales d’épandage par rapport aux cours d’eau (35 m pour les effluents d’élevage, 2 m pour les autres fertilisants), – normes concernant le stockage des effluents, – bilan azoté à respecter, fractionnement et uniformité de l’épandage. GESTION DES TERRES ET DE L’IRRIGATION : – couverture végétale du sol (réduction des sols nus l’hiver, maintien de prairies, de haies et de zones boisées), – plans de fumure à la parcelle, tenue d’un cahier d’épandage des fertilisants, – irrigation raisonnée. 1. Territoires affectés par des teneurs en nitrates de l'eau supérieures à 50 mg/l ou supérieures à 40 mg/l mais à la hausse et/ou ayant tendance à l'eutrophisation. 2. Zones où l'épandage de la quantité annuelle totale d'effluents d'élevage conduirait à un apport d'azote supérieur à 170 kg/ha de surface épandable. 3. Zones situées dans les bassins versants en amont des prises d'eau superficielle destinées à la consommation humaine et en situation de dépassement pour le paramètre nitrates. la fertilisation azotée 58 Périodes d’épandage déconseillées (d’après le CBPA) Fumiers Lisiers Engrais minéraux azotés Sols non cultivés toute l’année Grandes cultures d’automne Grandes cultures de printemps du 01/07 au 31/08 Prairies de plus de 6 mois non pâturées Cultures spéciales à voir localement toute l’année du 01/11 au 15/01 du 01/07 au 15/01 toute l’année du 01/09 au 15/01 du 01/07*au 15/02 du 15/11 au 15/01 à voir localement du 01/10 au 31/01 à voir localement * du 15/07 au 15/02 pour les cultures irriguées, à préciser localement exercice 1 ✐ Quels sont les fertilisants dont la période d’épandage est la plus courte ? Pourquoi ? Reportez-vous au corrigé page 76 Pour les agriculteurs situés en zone vulnérable, les principales contraintes sont les suivantes : – tenir un plan prévisionnel de fumure et un cahier d’épandage, – limiter l’épandage des déjections animales à un maximum de 170 kg d’azote par hectare de surface épandable et par an, – respecter les périodes où les apports de fertilisants sont interdits, – épandre les effluents d’élevage dans le respect des distances par rapport aux points d’eau, – disposer de capacités de stockage des effluents suffisantes et d’installations étanches, – implanter une couverture automnale et hivernale sur toutes les parcelles situées en ZAC (zone d’action complémentaire). ▲ Remarque : Le respect de l’équilibre de la fertilisation azotée, initialement prévu à partir de 2006, n’est pas contrôlé. Faites Recherche d’informations vérifier Recherchez des informations sur les zones vulnérables de votre département vos informations par un formateur et, s’il y en a, sur les contraintes à respecter. la fertilisation azotée 59 1.2 – Les autres mesures relatives à l’environnement L'accord de Luxembourg (juin 2003) subordonne le versement des aides directes de la PAC au respect de certaines exigences : c'est la conditionnalité. En matière d'environnement, ces exigences sont respectées depuis 2005. Elles sont réglementaires ou définies par les États membres dans un cadre communautaire imposé (règlement 1782/2003). De plus, la part de pâturages permanents dans la surface agricole doit être maintenue constante dans chaque État. Les exigences réglementaires concernent : 1– la protection des eaux souterraines contre la pollution causée par des substances dangereuses (directive 80/68/CEE). Les agriculteurs utilisant des engrais ammoniacaux sont concernés, 2– la protection de l'environnement et notamment des sols lors de l'utilisation des boues d'épuration (directive 86/278/CEE). Les agriculteurs qui acceptent l'épandage de boues issues d'installation de traitement des eaux usées domestiques, urbaines ou industrielles doivent justifier d'un accord écrit avec le producteur de boues qui est responsable du respect de la réglementation relative aux boues, 3– la protection des eaux contre la pollution par les nitrates ne concerne que les agriculteurs dont une partie des terres est située en zone vulnérable. Le respect des bonnes conditions agricoles et environnementales concerne, en France : 1– la mise en place d'une surface minimale en couvert environnemental. Cette surface est égale, en 2006, à 3 % des surfaces déclarées pour percevoir l'aide aux grandes cultures et de la surface en jachère obligatoire. Les petits producteurs ne sont pas soumis à cette mesure qui a, pour objectifs, de protéger les sols contre les risques érosifs, de limiter les risques de pollutions diffuses et d'améliorer la structure des sols, 2– le non-brûlage des résidus de culture pour préserver la matière organique des sols et éviter leur appauvrissement, 3– les exploitants agricoles doivent cultiver au moins trois cultures ou la fertilisation azotée 60 deux familles de cultures différentes. En cas de monoculture, le sol doit être en couverture totale en hiver ou les résidus de culture doivent être broyés finement et incorporés superficiellement. L'objectif est d'améliorer la structure des sols et d'assurer une meilleure gestion de la matière organique, 4– le respect des conditions de prélèvement en eau pour les cultures irriguées pour éviter les effets de tassement et d'entraînement des couches supérieures du sol, 5– l'entretien minimal des terres pour maintenir leur bon état agronomique, sanitaire et de non-embroussaillement et conserver leur potentiel productif. Cette mesure concerne toutes les terres des exploitations (cultivées ou non). En cas de non-respect de ces exigences, l'agriculteur s'expose à une sanction financière : une réduction des aides directes. 1.3 – Les actions agro-environnementales Le contrat d’agriculture durable (CAD) a été créé par décret du 22 juillet 2003. Il vise à préserver les ressources naturelles, la qualité des sols, la ressource en eau, la biodiversité et les paysages. Les actions agro-environnementales financées doivent faire partie du plan de développement rural national et être adaptées au niveau régional. Depuis 2006, le financement des CAD est limité au maintien des pâturages excessifs, à la prime herbagère agro-environnementale (PHAE) et à la conversion à l’agriculture biologique. ▲ Remarque : Des démarches volontaires, comme l’opération « Ferti-mieux », ont été mises en place de 1991 à 2003. Elles étaient construites essentiellement autour du bilan azoté sur l’exploitation et de la minimisation des risques de lessivage des nitrates. 2 Bilan global de l’exploitation La fertilisation raisonnée repose sur l’estimation des fournitures du sol en éléments minéraux et des besoins des cultures. Les quantités d’engrais apportés doivent maintenir la fertilité des sols et satisfaire les besoins des cultures. Vous verrez dans la partie suivante comment calculer le plus précisément possible, à l’échelle de la parcelle, les quantités d’engrais nécessaires. À l’échelle de l’exploitation, il peut être intéressant de faire un diagnostic rapide des entrées et sorties d’azote, qui est l’élément le plus coûteux et le plus polluant. Ce bilan simplifié est global et annuel, il permet de déterminer s’il y a excédent ou pas, à partir de l’estimation des entrées et des sorties. Ce bilan peut aussi être réalisé pour le phosphore et le potassium. Bilan global de l’azote à l’échelle de l’exploitation Entrées – Engrais de synthèse – Apports d’effluents d’élevage – Autres engrais ou effluents Sorties – Exportations par les cultures – consommées par les animaux – ou vendues Sur l’ensemble du territoire, le SCEES (service central des enquêtes et études statistiques) a mis en évidence un excédent global moyen de 438 000 tonnes d’azote entre 1988 et 1997. La dernière étude, publiée en 2003, tient compte de la fixation symbiotique d’azote des prairies. L’excédent d’azote est de 715 000 tonnes (3,8 millions de tonnes d’entrées contre 3,1 millions de tonnes de sorties). L’agriculture apporte 19 % d’azote en trop sur les sols. Ces excédents proviennent des engrais minéraux dans le Bassin parisien et des effluents d’élevage en Bretagne. 3 Bilan azoté et calcul de la fumure 3.1 – Méthode du bilan Raisonner la fertilisation azotée, c’est calculer au plus juste la quantité d’azote à apporter dans chaque parcelle pour couvrir les besoins de la culture implantée. Le calcul de cette quantité est basé sur le bilan de l’azote minéral du sol. Cette méthode, développée dès les années 1970 sur les céréales, s’applique maintenant à beaucoup d’autres cultures. Elle consiste à calculer la quantité d’engrais à apporter à une parcelle cultivée en fonction d’une évaluation des besoins de la culture et d’une estimation de la fourniture en azote du sol. Schématisation du bilan de l’azote besoins de la culture + azote non utilisé fournitures du sol (reliquat sortie hiver, minéralisation) + engrais et effluents Le raisonnement de la fertilisation azotée se déroule en trois étapes : – estimation des besoins de la culture en fonction de l’objectif de production (rendement espéré), – détermination du reliquat d’azote à la sortie de l’hiver, – prise en compte des autres sources d’azote. Étape 1 Habituellement, l’agriculteur prend comme objectif de rendement la moyenne des deux meilleurs rendements obtenus sur la parcelle au cours des cinq dernières années. Cet objectif peut aussi être déterminé à partir des rendements moyens observés dans la région pour des types de sols voisins. Une la fertilisation azotée 63 fois l’objectif fixé, il suffit de le multiplier par les besoins unitaires de la culture, c’est-à-dire la quantité d’azote prélevée par la culture au cours de sa croissance. Pour le blé tendre, par exemple, ce besoin est de 3 kg d’azote par quintal de grain produit. Un objectif de rendement de 80 q correspond donc à des besoins de 80 x 3 = 240 kg d’azote/ha. Besoins totaux en azote de quelques cultures (en kg par quintal produit) Culture blé tendre blé dur orge d’hiver maïs (< 100 q/ha) maïs (> 100 q/ha) colza tournesol Quantité d’azote (kg/q) 3 3,5 2,4 2,3 2,1 6,5 4,5 Remarque : ▲ Source : COMIFER Pour les espèces récoltées en phase végétative, le besoin en azote est une valeur moyenne validée expérimentalement dans les zones de production considérées. Par exemple, la betterave sucrière ou la pomme de terre de consommation prélèvent 220 kg d’azote/ha, et l’oignon a un besoin de 160 kg d’azote/ha. Remarque : Ce reliquat peut être plus important en fonction des quantités épandues, du climat (sécheresse, pluie) ou encore des conditions de travail du sol (un profil dégradé entraîne une mauvaise utilisation de l’azote par les racines). ▲ Au moment de la récolte, il reste toujours dans le sol une certaine quantité d’azote qui n’a pas été utilisée par la culture. Cette quantité, appelée reliquat sol récolte, peut être estimée en fonction de la profondeur du sol ou en utilisant un coefficient multiplicateur donné par des tables. Elle doit être ajoutée aux besoins de la culture calculés précédemment. la fertilisation azotée 64 Étape 2 Pour déterminer le reliquat d’azote présent à la sortie de l’hiver, on peut utiliser des références régionales tenant compte du type de sol et du précédent cultural ou faire une analyse de terre à la sortie de l’hiver. Si on ne tient pas compte de ces reliquats, on s’expose à des risques de surfertilisation pouvant provoquer notamment la verse des céréales. Étape 3 Il faut ensuite évaluer les autres sources d’azote : celui provenant de l’épandage d’effluents d’élevage et celui provenant de la minéralisation de l’azote organique du sol (humus, résidus végétaux...). La minéralisation dépend du type de sol. Pour l’estimer, on peut également utiliser des références régionales, disponibles auprès des techniciens (en général 40 à 100 kg d’azote par an, selon les sols). Attention ! Il faut aussi tenir compte de la nature du précédent cultural dans le bilan azoté. Par exemple, des pailles de blé enfouies mobilisent momentanément 20 kg d’azote par hectare pour leur décomposition. À l’inverse, les résidus de récoltes de pois ou de betteraves sucrières, facilement fermentescibles, fournissent environ 20 kg par hectare. Enfin, les arrière-effets (effets résiduels à plus ou moins long terme) des retournements de prairies et des apports de fumiers et de lisiers doivent être comptabilisés. Bilan Il suffit ensuite de retrancher les fournitures du sol en azote aux besoins de la culture pour obtenir la quantité d’azote qui devra être apportée par la fertilisation. la fertilisation azotée 65 Exemple de calcul L’exemple suivant montre les étapes du calcul dans le cas d’un blé tendre d’hiver, en limon profond du Bassin parisien, après une culture de pois, pour un objectif de production de 90 q/ha. Besoins du blé : 90 x 3 = Reliquat sol récolte (N inutilisé) : Total besoins : Reliquat sortie hiver mesuré (0-90 cm) Minéralisation de l’humus Effet précédent Effet retournement de prairies Effet effluents organiques 270 kg 30 kg 300 kg N/ha 80 kg 40 kg 20 kg 0 kg 0 kg Total fournitures du sol : 140 kg N/ha Quantité d’azote à apporter : 300 - 140 = 160 kg N/ha 1. À quoi correspond le reliquat sol récolte ? ✐ exercice 2 Reportez-vous au corrigé page 76 2. L’effet du précédent est-il toujours positif ? la fertilisation azotée 66 Les chambres d’agriculture, les instituts techniques et l’INRA diffusent des documents permettant aux agriculteurs d’effectuer simplement les bilans. Les deux exercices suivants vous permettront d’utiliser des grilles de calcul de fertilisation azotée mises au point par ces organismes et utilisées en Lorraine et en Côte-d’Or. exercice 3 ✐ Reportez-vous au corrigé page 76 Une exploitation agricole a les caractéristiques suivantes : – exploitation de polyculture-élevage, – rotation : prairie temporaire (2 ans), colza, blé d’hiver, orge d’hiver, – sol de limons argileux (40 % sable, 15 % argile, 2 ‰ matière organique, pH 7), profond (100 cm), – apport de 30 t de fumier/ha tous les 3 ans (apport effectué avant le colza) depuis plus de 20 ans, – rendements espérés : colza 35 q/ha, blé 80 q/ha, orge 70 q/ha. la fertilisation azotée 67 Grille de fourniture en azote du sol pour le blé d’hiver Fumure azotée du blé (tenez compte des fournitures du sol) Vous pouvez prévoir leurs valeurs à partir Système céréales Pas de précédent prairie depuis au moins 6 ans et/ou pas d’apport de fumier ou fréquence d’apport > à 4 ans DU TYPE DE SOL Classe de texture Sol à cailloux A LS SL LS-SL A-AL SL A-AL-LA-L LS L A-AL-LA-L L-LS L S A-AL-LA DU SYSTÈME DE CULTURE Profondeur du sol en cm (tarière) < 50 50-75 > 75 60-80 60-80 > 80 80-100 100-120 > 100 100-120 > 120 Système élevage Prairie retournée depuis moins de 6 ans et/ou fréquence d’apport de fumier < à 4 ans Précedent : colza pois-tournesol pomme de terre Céréales Élevage 60 60 75 75 85 (90) 75 (80) 95 (100) 85 (95) 100 110 105 (120) (120) 125 135 125 160 160 (120) 150 160 Précédent maïs fourrage Élevage 50 (60) (70) (75) (80) 85 (100) 125 (130) (120) (130) 100 150 Types de sol : définition des classes de texture : A : argiles > 40 % argile AL : argiles limoneuses > 25 % argile > 40 % limons LA : limons argileux > 40 % limons 15 à 25 % argile L : limons > 65 % limons < 15 % argile LS : limons sableux 45 à 65 % limons < 15 % argile SL : sables limoneux 20 à 50 % limons < 25 % argile S : sables < 25 % limons < 15 % argile () : valeurs estimées Si les précédents sont différents de ceux figurant dans ce tableau, modifiez les valeurs des fournitures : Luzerne Céréales pailles enlevées Maïs grain et pailles enfouies Maïs fourrage Céréales + 20 – 20 – 40 – 20 Élevage + 20 – 20 – 40 Système Précédent Attention : quels que soient les systèmes ou les précédents, les fournitures ne seront jamais inférieures à 50 kg d’azote. À partir de cette grille, calculez la dose d’azote à apporter. 1. Choisissez un objectif de rendement (références de rendements parcellaires observés - fiches potentialités). 2. Multipliez par 3 kg d’azote par quintal pour connaître les besoins de la culture. 3. Consultez la grille ci-dessus pour estimer les fournitures du sol. 4. Déduisez les fournitures des besoins totaux 2 – 3. 5. Multipliez ce résultat par 1,25 pour tenir compte de l’azote non utilisé et vous trouverez la dose à apporter. exemple 1 exemple 2 95 q/ha 60 q/ha 95 x 3 = 285 60 x 3 = 180 Système élevage Système céréales précédent maïs fourrage précédent colza limons argileux + cailloux prof. 110 cm prof. < 50 cm 125 60 285 – 125 = 160 180 – 60 = 120 160 x 1,25 = 200 120 x 1,25 = 150 Attention ! La valorisation de cette dose totale d’azote est liée au respect du fractionnement et des dates d’application : 2e apport : un peu avant épi à 1 cm. 1er apport : attendre fin février avec 60 unités au maximum Source : Chambre régionale d’agriculture de Lorraine, COMIFER, INRA la fertilisation azotée 68 Calculez la quantité d’engrais azoté à apporter (par hectare) à la culture de blé d’hiver à l’aide de la grille de fourniture en azote. Reportez-vous au corrigé page 76 exercice 4 ✐ Dans l’exploitation présentée dans l’exercice 3, une analyse de terre indique un reliquat de sortie d’hiver de 50 unités d’azote. Faites le même calcul que précédemment en vous servant de la fiche technique de la page 69 et reportez vos résultats dans le tableau page 70. b 3 kg/q 2,5 kg/q 2,2 kg/q Pailles enfouies Pailles enlevées Grain Fourrage Sol de limon fin et moyen (argile < 25%) Teneur en MO < 2% Teneur en MO > 2% Sol argileux 25 à 30% d’argile > 30% d’argile Sol superficiel (argilo-calcaire ou sablo graveleux) 40 u 30 u 20 u 30 u 40 u – 20 0 – 25 0 20 20 20 0 30 40 60 Mr (en unités) Minéralisation de l’humus du sol (unités) Source : opération Fertimieux de Côte-d’Or Colza, pomme de terre, pois Haricot, soja, betteraves Cultures légumières Lins, tournesol Luzerne, trèfle 3 à 6 ans Prairie + de 6 ans Maïs Céréales PRÉCÉDENT 10 unités 20 unités 30 unités Fertilisation azotée des céréales Méthode des bilans Sol < 30 cm : 30 < Sol < 60 cm : Sol > 60 cm : Azote non utilisé = l’azote qui restera dans le sol après récolte. Il dépend de la profondeur de sol : Minéralisation des résidus de récolte du précédent b : quantité d’azote absorbée par quintal produit CULTURE Blé Orge d’hiver Orge de printemps 0,8 1,4 5 • 0,5 Type d’amendement Tous les 2 ans Tous les 3 ans 20 10 Fumier 30 t/ha 1,2 10 1 • Chiffres à doubler si apport au printemps • Lisier de porcins Vinasse de mélasse Écumes de défécation Lisier 30 m3/ha de bovins de porcins 20 10 10 0 Arrière effet des amendements organiques selon la fréquence d’apport en kg d’azote par hectare Fumier de bovins Fumier d’ovins Fientes de volailles Lisier de bovins • .................................. ENGRAIS = BESOINS – FOURNITURES = Fournitures par les amendements organiques en kg d’azote/tonne ou m3 épandu à l’automne .................................. ........................................ ........................................ ........................................ ........................................ ........................................ .................................. ........................................ ........................................ TOTAL DES FOURNITURES PAR LE SOL Reliquats azote mesurés Minéralisation du précédent Minéralisation de l’humus du sol Fumure organique : - effet direct d’un apport récent - arrière-effets Besoins de la culture (Rdt x b) Azote non utilisé TOTAL DES BESOINS AZOTÉS DE LA PARCELLE BILAN AZOTE (kg/ha) la fertilisation azotée 69 la fertilisation azotée 70 Reportez-vous au corrigé page 77 Besoins de la culture (Rdt x b) Azote non utilisé TOTAL DES BESOINS AZOTÉS DE LA PARCELLE .................................... Reliquats azote mesurés Minéralisation du précédent (colza) Minéralisation de l’humus du sol Fumure organique : - effet direct d’un apport récent - arrière-effets TOTAL DES FOURNITURES PAR LE SOL .................................... QUANTITÉ D’ENGRAIS À APPORTER (BESOINS – FOURNITURES) = .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... Le même type de documents existe pour d’autres grandes cultures. Conseils de fertilisation azotée sur colza Le calcul de la dose à apporter se fait selon la formule : X = (objectif de rendement x 6,5) - (Nh + Rh + Mp – Rf) Nh : azote absorbé à la reprise L’azote absorbé en kg/ha est égal à 70 fois le poids de matière verte du colza exprimé en kg/m2 pour les régions où, durant l’hiver, les gelées sont fréquentes et intenses. Sinon, le coefficient est de 65. Rh : reliquat sortie hiver La plupart du temps, les reliquats à la reprise de la végétation sont proches des reliquats à la récolte (Rf). Ces deux valeurs s’annulent, sauf dans les situations de parcelles recevant régulièrement des matières organiques. Mp : minéralisation de printemps C’est la même valeur pour celle observée pour les autres cultures, par exemple 30 unités pour les limons à teneur en matière organique inférieure à 2 % (cf. tableau p. préc.). Source : CETIOM, 2006. la fertilisation azotée 71 En limons sains de Bourgogne, vous pouvez fixer un objectif de rendement de 40 quintaux pour un colza dont la biomasse verte est, à la reprise, de 1,4 kg/m2 par hectare. En suivant les conseils de fertilisation de l’encadré ci-dessus, calculez la dose d’azote à apporter à l’hectare. ✐ exercice 5 Reportez-vous au corrigé page 77 3.2 – Outil de pilotage Une des principales difficultés du bilan azoté est l’estimation des besoins réels des cultures et des fournitures du sol. Les progrès techniques de ces dernières années ont permis le développement de méthodes de diagnostic instantané de l’état de nutrition azotée des cultures. La méthode Jubil, mise au point par l’INRA et Arvalis, mesure la teneur en nitrates du jus de la base des tiges de blé. Elle est complémentaire de la méthode du bilan et permet de suivre la nutrition azotée en cours de végétation, pour déceler une éventuelle carence (ou un excès) et décider si un troisième apport d’azote se justifie ou si on peut en faire l’économie. Elle permet d’ajuster le plus précisément possible les doses d’azote aux besoins réels du blé et peut être mise en œuvre par les techniciens ou les agriculteurs. Outre le blé, la méthode Jubil est opérationnelle sur l’orge de brasserie de printemps, le maïs et la pomme de terre de consommation irriguée. 1. En quoi consiste la méthode Jubil ? 2. En quoi cette méthode peut-elle contribuer à la lutte contre la pollution par les nitrates ? ✐ exercice 6 Reportez-vous au corrigé page 77 la fertilisation azotée 72 D’autres outils, utilisant la teneur en nitrates, sont disponibles : Ramsès (InVivo) pour les céréales, le maïs et la pomme de terre, Pilazo (INRA et CTIFL) pour les cultures légumières et le fraisier. Grâce à ces méthodes, la fertilisation azotée devient de plus en plus précise. Cependant, l’interprétation des données recueillies est délicate et doit tenir compte des particularités régionales. Ainsi, dans les terres caillouteuses de Bourgogne, le rendement potentiel est limité par le manque d’eau et la méthode Jubil ne convient pas. Comme 75 % des protéines des feuilles sont stockées dans les chloroplastes, il existe un lien entre la nutrition azotée et la couleur des plantes, ce qui a permis de générer une nouvelle gamme d’outils de pilotage. Les plus simples sont basés sur une appréciation visuelle de la couleur : témoin double densité (Perspectives agricoles n° 273) pour le blé ou Héliotest (Cetiom) pour le tournesol. D’autres outils mesurent l’activité de la chlorophylle : • par mesures directes : – N Tester (Yara) pour les céréales, le maïs et la pomme de terre, – Hênès Gigites (InVivo) pour les céréales, – mesure par fluorescence (Sadef) pour les céréales et la tomate, • par mesures indirectes : – GPN (Total Grande Paroisse) pour les céréales et la pomme de terre, – N Sensor (Yara) qui permet, à partir d’un capteur installé sur le tracteur, de moduler les quantités d’azote apportées en continu sur les parcelles, – FARMSTAR (EADS avec Arvalis et Cetiom) qui utilise directement des données d’images satellitaires. Recherche d’informations Faites Si vous êtes concerné par les grandes cultures, réalisez un dossier de presse sur vérifier ces nouvelles méthodes qui permettent d’ajuster au mieux la fertilisation azo- vos informations tée aux besoins des plantes. De nombreux articles traitant de ces méthodes sont par un formateur publiés dans la presse agricole (Perspectives agricoles, Cultivar, Réussir grandes cultures, La France agricole...). la fertilisation azotée 73 3.3 – Fractionnement des apports Si la quantité d’azote est essentielle, les modalités des apports le sont également. En effet, les besoins sont liés au cycle de développement de la plante et, pour être plus efficace, la dose totale doit être fractionnée en plusieurs apports correspondant à des stades précis de développement. Ainsi, sur les céréales, on conseille en général un apport à la sortie de l’hiver et un apport au stade fin tallage-épi à 1 cm. Un troisième apport, au plus tard au stade apparition de la dernière feuille, contribue à augmenter la teneur en protéines des grains de blé. Les apports d’azote sur le maïs ou sur le colza doivent également être fractionnés. Fractionnement de l’azote sur le colza dès que la dose totale à apporter dépasse 100 unités Petits colzas Colzas moyens Gros colzas Matière verte à la reprise 0,4 kg/m2 1 kg/m2 1,4 kg/m2 1er apport à la reprise 60 unités 60 à 80 unités 2e apport entre les stades montaison (C2) et boutons accolés (D2) Dose totale – 100 Solde de la dose totale En général, dose totale faible, un seul apport (C2–D2) 3e apport au stade boutons séparés (E) 40 unités Pas de 3e apport Pas de 3e apport Remarque : On doit aussi tenir compte du climat : il faut éviter les épandages en période froide (pluie, sol gelé ou enneigé) défavorable à l’activité biologique et propice au lessivage. ▲ Source : CETIOM. la fertilisation azotée 74 3.4 – Nouvelles techniques de fertilisation L’apport localisé de l’azote est une technique qui permet de réduire la dose totale d’engrais apporté. Elle commence à se développer en France, notamment sur les cultures de betteraves. L’engrais est enfoui au semis, en général sous forme liquide. Le fait de placer l’engrais à proximité de la plantule (7 cm latéralement et 6 cm de profondeur) améliore son efficacité et favorise l’enracinement. L’utilisation de l’azote est augmentée de 15 à 20 %. Les fabricants de matériel agricole commencent à concevoir des équipements spécifiques pour réaliser cet apport localisé. L’irrigation fertilisante consiste à fournir à la plante les engrais N, P et K en même temps que l’eau, en fonction des besoins de croissance des plantes. Elle se pratique sous abri ou en plein champ, sur sol ou sur substrat et nécessite l’installation de systèmes de distribution et de contrôle élaborés. Cette technique coûteuse concerne surtout les cultures intensives grandes consommatrices d’engrais et à haute valeur ajoutée : cultures maraîchères et florales, pépinières ornementales et arboriculture. Elle existe néanmoins, de manière plus marginale, en grandes cultures (maïs et pomme de terre). Recherche d’informations Recherchez des documents concernant la fertilisation azotée des cultures qui Faites vous intéressent. Vous trouverez ces informations dans des revues agricoles vérifier (Perspectives agricoles, Cultivar, PHM revue horticole, Infos CTIFL, Vigne vos informations et vin...), dans des brochures éditées par les instituts techniques (Arvalis, par un formateur CETIOM, CTIFL, ITB...) ou encore en vous adressant à la chambre d’agriculture de votre département. la fertilisation azotée 75 En résumé ➩ Les excès de fertilisation azotée sont à l’origine de pollutions des eaux potables par des nitrates dans de nombreuses régions françaises. Des mesures réglementaires ou incitatives visent à modifier les pratiques agricoles pour les rendre plus respectueuses de l’environnement. ➩ Compte tenu de ces risques de pollution, la fertilisation azotée doit être particulièrement maîtrisée aujourd’hui. Pour y parvenir, on doit utiliser la méthode du bilan qui consiste à calculer la quantité d’engrais à apporter à une parcelle cultivée en fonction d’une évaluation des besoins de la culture et d’une estimation de la fourniture en azote du sol. Engrais à apporter = (besoins de la culture + N inutilisé) – (reliquat sortie hiver + minéralisation + effluents) ➩ Différents outils de pilotage permettent de diagnostiquer l’état de nutrition azotée de la plante. Ils complètent la méthode du bilan et permettent d’ajuster l’apport d’azote aux besoins de la plante. ➩ Les besoins en azote sont liés au cycle de la plante. Pour une plus grande efficacité, la dose totale doit être fractionnée en fonction des stades de développement. la fertilisation azotée 76 Corrigés ✍ Corrigé de l’exercice 1 Les fertilisants ayant la période d’épandage la plus courte sont les engrais azotés minéraux du commerce car ils contiennent de l’azote sous forme minérale, susceptible d’être lessivé. Les fumiers, riches en azote organique lentement minéralisé, peuvent être épandus sur des périodes beaucoup plus longues. L’utilisation des lisiers est plus proche de celle des engrais minéraux que de celle des fumiers. ✍ Corrigé de l’exercice 2 1. Le reliquat sol après récolte correspond à la part de l’azote qui n’a pas été utilisée par la culture au cours de sa croissance et reste donc dans le sol après la récolte. 2. L’effet précédent peut être négatif si les résidus mobilisent de l’azote pour leur minéralisation. C’est le cas des pailles, qui se décomposent assez difficilement. ✍ Corrigé de l’exercice 3 besoins de la culture : fournitures du sol : besoins totaux : dose à apporter : 80 x 3 = 240 unités 135 240 - 135 = 105 105 x 1,25 = 131 unités la fertilisation azotée 77 ✍ Besoins de la culture (Rdt x b) Azote non utilisé TOTAL DES BESOINS AZOTÉS DE LA PARCELLE Reliquats azote mesurés Minéralisation du précédent (colza) Minéralisation de l’humus du sol Fumure organique : - effet direct d’un apport récent - arrière-effets TOTAL DES FOURNITURES PAR LE SOL QUANTITÉ D’ENGRAIS À APPORTER (BESOINS – FOURNITURES) = 3 x 80 = 240 40 240 + 40 = 280 unités 50 20 50 néant 27 147 unités Corrigé de l’exercice 4 280 – 147 = 133 unités ✍ Dose totale = (6,5 x 40) – (70 x 1,4 + 30) = 132 kg d’azote par hectare ✍ 1. Cette méthode permet de mesurer la teneur en azote des plantes et donc de déterminer si celles-ci sont correctement pourvues en azote. 2. Elle est complémentaire de la méthode du bilan et permet d’ajuster la fertilisation azotée. L’apport d’azote est effectué seulement si la plante en a besoin. Les pertes sont donc limitées et la pollution des nappes phréatiques est évitée. Corrigé de l’exercice 5 Corrigé de l’exercice 6 séquence 5 La fertilisation phosphatée et potassique Dans cette séquence, vous allez découvrir les nouvelles préconisations en matière de fertilisation phosphatée et potassique des grandes cultures et les bases de son raisonnement. Des exemples vous montreront comment on effectue les calculs de fumure. La séquence est organisée de la façon suivante : 1 – Les règles de fertilisation phosphatée et potassique 80 1.1 – Exigences des cultures 1.2 – Teneur du sol en P et en K 1.3 – Passé récent de la fertilisation 1.4 – Résidus de récolte du précédent 1.5 – Calcul de la dose d’engrais 1.6 – Application de l’engrais 81 83 84 85 85 86 2 – Calcul de la fertilisation phosphatée 88 2.1 – Les étapes de calcul 2.2 – Exemple de calcul de fertilisation phosphatée d’un blé tendre d’hiver dans le Bassin parisien (objectif de rendement de 80 q) 88 90 la fertilisation phosphatée et potassique 79 3 – Calcul de la fertilisation potassique 3.1 – Les étapes du calcul 3.2 – Exemple de calcul de fertilisation potassique d’un blé tendre d’hiver dans le Bassin parisien (objectif de rendement de 80 q) En résumé 92 92 93 96 Vous trouverez les corrigés des exercices à partir de la page 97. Les définitions des principaux termes introduits dans cette séquence sont réunies dans le glossaire en fin de volume (à partir de la page 126). 1 Les règles de fertilisation phosphatée et potassique Avant 1993, la fumure phosphatée et potassique ou fumure de fond, en plus de la satisfaction des besoins des cultures, visait à maintenir ou à enrichir le sol en ces éléments. Quand, à l’analyse, un sol était jugé correctement pourvu, seule une fumure d’entretien, destinée à restituer les éléments perdus, était appliquée. Dans les sols jugés insuffisamment pourvus, une fumure de redressement ou d’enrichissement était conseillée. Elle correspondait à la fumure d’entretien, à laquelle s’ajoutait une fumure destinée à enrichir le sol. Un grand nombre d’expérimentations menées dans les années 1970 et 1980 ont permis de mieux comprendre la dynamique du phosphore et du potassium dans le sol et l’alimentation minérale des végétaux. Ces essais ont montré en particulier qu’il est inutile de chercher à enrichir les sols à long terme : on peut obtenir rapidement des rendements aussi élevés dans des sols assez pauvres correctement fertilisés que dans des sols enrichis. En effet, le phosphore et le potassium libérés par l’engrais en surface permettent aux jeunes plantes de développer leur appareil racinaire qui peut ensuite explorer des volumes de sol plus importants. En 1993, à l’issue des essais et de l’analyse des résultats, le COMIFER (Comité français d’étude et de développement de la fertilisation raisonnée), a mis au point et diffusé de nouvelles prescriptions de fumure et des normes régionales. Le principe général de la fertilisation phosphatée et potassique est d’assurer la couverture des besoins des cultures, tout en veillant à ne pas appauvrir la réserve biodisponible du sol. Le raisonnement de la fertilisation repose sur quatre critères : les exigences de la culture, la teneur du sol en P et en K, le passé de fertilisation et le devenir des résidus de la récolte précédente. La prise en compte de ces critères permet d’effectuer le calcul des doses d’engrais à apporter. la fertilisation phosphatée et potassique 81 1.1 – Exigences des cultures Les cultures sont plus ou moins exigeantes en P et en K : – une espèce exigeante en un élément voit sa production pénalisée par une impasse de fumure ; – une espèce peu exigeante voit sa production peu pénalisée par une impasse, des doses relativement faibles sont suffisantes pour lui assurer une alimentation correcte. Attention ! Il ne faut pas confondre exigences et besoins. L’exigence d’une plante en P et en K ne correspond pas forcément à l’importance de ses exportations dans ces éléments. Elle dépend surtout des caractéristiques du système racinaire, de l’aptitude des racines à prélever les éléments dans le sol et de l’influence de la nutrition sur l’élaboration du rendement. La betterave, par exemple, est exigeante en potassium car elle est très sensible à un apport irrégulier de cet élément. Le rendement peut être très affecté en cas d’impasse, même dans un sol bien pourvu. À l’inverse, une céréale est peu sensible à une impasse. ✐ exercice 1 Comparaison entre une impasse prolongée et une fertilisation annuelle de 100 kg de K2O/ha pertes de production (%)* 70 60 50 betterave 40 30 20 10 luzerne blé * 100% = production obtenue avec 100 unités de potassium Source : SCPA la fertilisation phosphatée et potassique 82 Compte tenu du graphique précédent, que pouvez-vous dire à propos des exigences en potasse des trois cultures concernées ? Reportez-vous au corrigé page 97 À l’issue des essais de longue durée, trois classes d’exigence ont été définies selon la réaction des plantes à une absence de fumure. Les cultures sont peu, moyennement ou très exigeantes. Les céréales à paille, par exemple, sont en général assez peu exigeantes en P et en K. Dans le cas de cultures fortement exigeantes, aucune impasse de fumure n’est envisageable. Exigences en phosphore (P) et en potassium (K) de quelques cultures Cultures* Exigences en phosphore Betterave, colza, luzerne, pomme de terre, pois conserve, oignon, carotte Très exigeantes Blé suivant blé, blé dur, maïs ensilage, orge, escourgeon prairie temporaire, pois protéagineux, sorgho, féverole Moyennement exigeantes Avoine, blé tendre, maïs grain, seigle, soja, tournesol Peu exigeantes Exigences en potassium Betterave, pomme de terre, pois conserve, oignon, carotte Très exigeantes Colza, luzerne, maïs, pois protéagineux, prairie temporaire, soja, tournesol, féverole Moyennement exigeantes Avoine, blé dur, blé tendre, blé suivant blé, orge, seigle, sorgho, escourgeon Peu exigeantes * Les cultures absentes de la classification sont considérées comme moyennement exigeantes. Source : COMIFER, 1995. la fertilisation phosphatée et potassique 83 1.2 – Teneur du sol en P et en K La teneur du sol en P et en K est mesurée par l’analyse chimique : c’est un indicateur important pour la fertilisation à la parcelle. Il n’y a pas de normes idéales. Les résultats d’une analyse doivent toujours être interprétés en fonction du type de sol de la région et de la classe d’exigence de la culture implantée. En effet, un sol « pauvre » pour une culture exigeante (betterave, colza...) peut être « riche » pour une culture peu exigeante (blé, orge...). En pratique, les teneurs mesurées dans l’analyse de terre sont comparées à deux valeurs seuils : – la teneur « impasse » Timpasse est la teneur (pour la culture considérée) au-delà de laquelle on peut faire une impasse de fertilisation, sauf dans le cas des cultures très exigeantes ; – La teneur « renforcement » Trenforcé est la teneur en-dessous de laquelle il faut renforcer la fumure au-delà de l’entretien, sauf pour les cultures peu exigeantes. Le raisonnement de la fumure tient compte de la classe d’exigence de la culture implantée. Ainsi, dans le cas de cultures très exigeantes, quelle que soit la teneur du sol en P ou en K, il n’y a pas de Timpasse puisque toute impasse est déconseillée. À l’opposé, dans le cas de cultures peu exigeantes, il n’y a pas de Trenforcé puisque l’enrichissement n’amène aucun profit à long terme. Un simple ajustement de la fertilisation aux besoins de la culture est conseillé. la fertilisation phosphatée et potassique 84 Le tableau suivant résume les différents cas rencontrés et les conseils de fertilisation correspondants. comprise entre Trenforcé et Timpasse supérieure à Timpasse Le rendement augmente avec des doses supérieures aux exportations : fumure renforcée. Fumure d’entretien. La culture réagit toujours aux apports d’engrais. Il n’y a pas de seuil « impasse » : fumure d’entretien. Culture moyennement Le rendement augmente exigeante avec des doses supérieures aux exportations : fumure renforcée. Fumure d’entretien. Le rendement n’augmente pas quand on apporte de l’engrais : impasse possible. Culture peu exigeante La culture ne répond pas aux doses d’engrais supérieures aux exportations. Il n’y a pas de seuil « renforcement » : fumure d’entretien. Fumure d’entretien. Le rendement n’augmente pas quand on apporte de l’engrais : impasse possible. Si la teneur mesurée à l’analyse est : Culture exigeante inférieure à Trenforcé ▲ Remarque : L’analyse de terre permet d’ajuster au mieux les calculs de fumure, à condition que certaines règles concernant le prélèvement des échantillons, le rythme des analyses et l’interprétation des résultats soient respectées. 1.3 – Passé récent de fertilisation On a vu que seule une partie de la fumure P et K est utilisée par les plantes. L’excédent reste dans le sol mais évolue plus ou moins rapidement selon le pouvoir fixateur du sol vers des formes chimiques peu disponibles. C’est pourquoi des cultures exigeantes peuvent rapidement souffrir d’une impasse, même après une longue période de fumures d’enrichissement. Le plan de fumure tient donc compte de l’historique des apports (engrais minéraux et apports organiques) et il est déconseillé de faire plus de deux années successives d’impasse. la fertilisation phosphatée et potassique 85 1.4 – Résidus de récolte du précédent Le devenir des résidus de la culture précédente est également pris en compte. En effet, si ces résidus sont enfouis, les éléments minéraux qu’ils contiennent retournent au sol. Selon la partie récoltée (graine, racine, tige), les résidus sont plus ou moins abondants et restituent plus ou moins d’éléments au sol. Les résidus sont généralement pauvres en phosphore et leur devenir n’intervient pas dans le calcul de la fumure phosphatée. En revanche, les tiges et les feuilles, à condition d’être enfouies après la récolte, restituent la plus grande part du potassium prélevé lors du cycle de végétation (80 à 90%). Après une décomposition rapide, le potassium est libéré sous forme d’ions K+, disponibles pour la culture suivante. Un blé de 80 q peut restituer ainsi jusqu’à 250 kg de K2O. Parfois, l’apport est suffisant pour envisager une impasse de fertilisation potassique. Dans le cas des cultures qui laissent peu de résidus (maïs ensilage, prairies de fauche, céréales dont les pailles sont enlevées...), l’impasse est rarement possible. Les apports d’engrais sont alors indispensables. Dans tous les cas, le calcul de la fumure doit tenir compte du devenir des résidus et la dose d’engrais constitue le complément des restitutions. Compte tenu de ce qui précède, quelles sont les conditions devant être simultanément réunies pour pouvoir envisager une impasse de fumure phosphatée ou potassique ? ✐ exercice 2 Reportez-vous au corrigé page 97 1.5 – Calcul de la dose d’engrais C’est la combinaison des quatre critères précédents : exigence des cultures, teneur du sol en P et K, passé récent de fertilisation et résidus de récolte du précédent, qui permet de conseiller une impasse temporaire, une fumure d’entretien ou encore un renforcement de fumure. Les doses sont calculées en appliquant un coefficient multiplicateur aux exportations des cultures, la fertilisation phosphatée et potassique 86 en fonction des valeurs seuils déterminées localement, selon la nature des sols de la région. Les apports éventuels de fumier et de lisier sont intégrés dans le calcul. Des exemples de calcul de fumure sont développés dans la partie suivante. 1.6 – Application de l’engrais Dans tous les cas, la localisation de l’engrais est essentielle car les éléments minéraux doivent être accessibles aux racines des plantes. C’est pourquoi il est préférable d’enfouir les engrais P et K, donc de les apporter avant le semis. Dans le cas du phosphore, des engrais très solubles (phosphate d’ammoniaque, superphosphate) peuvent être apportés en cours de végétation. Dans les prairies, où l’apport est forcément en couverture, il est conseillé de fractionner les apports de K pour éviter une trop forte concentration dans les premiers centimètres du sol. Contrôle de la fertilisation P et K Pour en savoir plus À long terme, il est possible de contrôler l’impact de la fertilisation. On peut faire des analyses de terre, faire le bilan cultural de la rotation ou encore pratiquer un diagnostic foliaire. Il est conseillé de faire une analyse de terre environ tous les cinq ans pour voir comment évoluent les teneurs en P et K. L’analyse de terre peut être confrontée au bilan cultural, c’est-à-dire à la différence entre la somme des fumures et la somme des exportations pour l’ensemble de la rotation. Dans le cas où, à cause d’une teneur élevée en P ou en K, on a adopté une stratégie de réduction de fumure avec des impasses, on devrait constater une diminution de cette teneur lors de l’analyse. À l’inverse, dans le cas d’une stratégie de renforcement de fumure, on devrait constater une augmentation de la teneur du sol en ces éléments. Si l’analyse de terre ne montre pas les résultats attendus, on peut modifier en conséquence la stratégie de fertilisation. Une analyse de feuilles peut permettre de détecter des problèmes de nutrition liés à la parcelle et donc de corriger la fertilisation les années suivantes. Cette technique est utilisée pour des cultures pérennes (vigne, arbres fruitiers) ou annuelles (blé, maïs, pomme de terre). la fertilisation phosphatée et potassique ▲ 87 Remarque : Une enquête de l’ITCF* réalisée en 1995 sur un échantillon de 350 agriculteurs a montré que seulement 20 % d’entre eux pratiquaient une fertilisation P-K correspondant exactement aux besoins. La moitié des exploitations fertilisent trop et 30 % sont en déficit. Recherche d’informations Dans chaque région française, l’ITCF* a édité les seuils permettant de calculer les doses de phosphore et de potassium à apporter aux grandes cultures. Pour Faites connaître la situation de votre région, procurez-vous la brochure : « Fertilisation vérifier P-K : les doses et les teneurs seuils par région ». Vous pouvez aussi vous adres- vos informations ser à la chambre d’agriculture de votre département ou auprès de techniciens par un formateur régionaux d’ARVALIS. * actuellement ARVALIS 2 Calcul de la fertilisation phosphatée 2.1 – Les étapes du calcul La première étape du calcul concerne les exportations de la culture. Exportations de P2O5 de quelques cultures Cultures Quantité de P2O5 Betterave sucrière 1 kg/t de racines décolletées 1,75 kg/t de racines pour la plante entière (collets et feuilles enlevées) 1,5 kg/q de grain à 9 % 7 kg/t de matière sèche 1 kg/q de grain à 14 % 1,5 kg/q de grain pour la plante entière 1,5 kg/t de tubercules Colza Luzerne Pois Pomme de terre Blé dur Maïs ensilage Orge-escourgeon Ray-grass Sorgho Avoine Blé tendre Maïs grain Seigle Soja Tournesol 1,2 kg/q de grain à 15 % 1,8 kg/q de grain pour la plante entière 5,5 kg/t de matière sèche 0,8 kg/q de grain à 15% 1,1 kg/q de grain pour la plante entière 7 kg/t de matière sèche 0,8 kg/q de grain à 15 % 0,8 kg/q de grain à 15 % 1,1 kg/q de grain pour la plante entière 0,9 kg/q de grain à 15 % 1,2 kg/q de grain pour la plante entière 0,7 kg/q de grain à 15 % 1 kg/q de grain à 15% 1,3 kg/q de grain pour la plante entière 1,4 kg/q de grain à 14 % 1,3 kg/q de grain à 9 % ▲ Remarque : La valeur choisie dépend de la destination des résidus de récolte. Par exemple, dans le cas de l’avoine, si les pailles sont enlevées, on comptera 1,1 kg de P2O5 par quintal de grain produit. Si les pailles sont enfouies ou brûlées, on ne comptera que 0,8 kg. la fertilisation phosphatée et potassique 89 On détermine ensuite le coefficient multiplicateur à appliquer aux exportations, en utilisant les grilles mises au point par le COMIFER. La valeur de ce coefficient dépend de la classe d’exigence de la culture, du passé de fertilisation de la parcelle et de la teneur en phosphore du sol (mesurée par l’analyse de terre). La dose d’engrais à apporter est calculée en multipliant le chiffre des exportations par ce coefficient. Tout en conservant le principe de la méthode proposée en 1993 (cf. p. 83), le COMIFER a proposé une évolution des coefficients multiplicateurs pour prendre en compte les effets des seuils, notamment lorsque les teneurs de l’analyse de sol sont très proches des teneurs seuils. Cette modulation des coefficients améliore la cohérence du conseil agronomique de la fertilisation à appliquer. Détermination des coefficients multiplicateurs pour le calcul des doses de P2O5 à apporter (kg/ha) suivant la teneur du sol Exigence des cultures Nombre d’années sans apports Trenf Timp – 10 % Timp Timp + 10 % 2 Timp Forte 2 ou + 1 0 2,5 2,2 1,5 2,2 2,0 1,5 2,0 1,5 1,2 1,8 1,5 1 1,5 1,3 1 0,8 0,6 0,4 Moyenne 2 ou + 1 0 1,6 1,4 1,2 1,6 1,2 1 1,3 0,8 0,8 1,3 0,8 0,8 1 0,6 0 0,8 0 0 Faible 2 ou + 1 ou - 1,2 1,2 1,2 1 1 0,8 1 0,8 1 0 0,6 0 Source : COMIFER, 1997. la fertilisation phosphatée et potassique 90 2.2 – Exemple de calcul de fertilisation phosphatée d’un blé tendre d’hiver dans le Bassin parisien (objectif de rendement de 80 q) Dans cette région, la teneur seuil Timpasse en P2O5, pour un sol sableux, limoneux ou argileux est de 0,21 g/kg (210 ppm) si l’analyse est pratiquée avec la méthode Dyer, de 0,15 g/kg (150 ppm) avec la méthode Joret-Hébert et de 0,07 g/kg (70 ppm) avec la méthode Olsen. ▲ Remarque : On a vu dans la séquence 1 que les teneurs en phosphore déterminées par l’analyse de terre diffèrent sensiblement selon la méthode employée. Le répertoire des seuils par région donne ces différentes valeurs. D’après le tableau des exportations (page 89), le blé exporte 0,9 kg de P2O5 par quintal de grain. Les exportations totales sont donc de 0,9 x 80 = 72 kg de P2O5. Les doses sont majorées de 0,3 x 80 = 24 kg dans le cas où les pailles sont enlevées. Le blé tendre est une culture peu exigeante. Les coefficients permettant de calculer les doses sont lus dans le tableau de détermination des coefficients page 90. Les prescriptions de fertilisation peuvent être résumées dans le tableau suivant. Conseils de fumure phosphatée pour un rendement de 80 q de blé tendre d’hiver Teneur du sol T T < Trenf Trenf < T < (Timp – 10 %) (Timp – 10 %) < T < Timp Timp < T < (Timp + 10 %) (Timp + 10 %) < T < 2Timp T < 2Timp Si le précédent et/ou la culture d’il y a deux ans ont reçu des engrais P Coeffici ent : 1,2 Coe fficie nt : 1 Pailless enfouiies 72 x 1,2 = 86 kg P O Pailless expoortéees 96 x 1,2 = 115 kg P O 2 5 2 5 72 k g P 2O5 96 k g P 2O5 Coefficient : 0,8 Coe fficie nt : 0 7 2 x 0 , 8 = 5 8 k g P 2 O5 9 6 x 0 , 8 = 7 7 k g P 2 O5 0 0 S’il n’y a pas eu d’apport d’engrais depuis plus de deux ans Coefficient : 1,2 P a i l l e s e n f o u i e s 72 x 1,2 = 86 kg P O P a i l l e s e x p o r t é e s 96 x 1,2 = 115 kg P O 2 5 2 5 72 k g P 2O5 96 kg P 2 O5 Coe fficie nt : 1 7 2 x 0 , 6 = 4 3 k g P 2 O5 9 6 x 0 , 6 = 5 8 k g P 2 O5 Coefficient : 0,6 la fertilisation phosphatée et potassique 91 Par exemple, dans le cas d’une parcelle régulièrement fertilisée où la teneur en P2O5 est de 0,25 g/kg (Timpasse + 10% < teneur < 2 x Timpasse), on lit dans le tableau précédent qu’il est possible de faire une impasse de fumure sur le blé tendre d’hiver (coefficient 0). En utilisant les données du tableau de détermination des coefficients multiplicateurs (page 90) et celles du tableau des exportations des cultures (page 89), calculez la fumure phosphatée d’un ray-grass dont le rendement espéré est de 12 tonnes de matière sèche/ha, dans le cas où l’analyse de terre montre que la teneur en P2O5 est comprise entre Trenforcé et (Timpasse – 10 %). Nombre d’années sans fertilisation P Coefficient multiplicateur ✐ exercice 3 Dose de P2O5 à apporter Reportez-vous 2 ou + au corrigé 1 page 97 0 Recherche d’informations Recherchez des documents concernant la fertilisation phosphatée des cultures Faites qui vous intéressent. Vous trouverez ces informations dans des revues agricoles vérifier (Perspectives agricoles, Cultivar...), dans des brochures éditées par les insti- vos informations tuts techniques (ARVALIS, CETIOM, CTIFL, ITB...) ou encore en vous adres- par un formateur sant à la chambre d’agriculture de votre département. 3 Calcul de la fertilisation potassique 3.1 – Les étapes du calcul Les étapes du calcul de la fertilisation potassique sont les mêmes que celles de la fertilisation phosphatée. Exportations de K2O de quelques cultures Cultures Quantité de K2O Betterave sucrière 2,5 kg/t de racines décolletées 8 kg/t de racines pour la plante entière (collets et feuilles enlevées) 6 kg/t de tubercules Pomme de terre Luzerne Maïs ensilage Ray-grass Colza Maïs grain Pois Soja Tournesol Avoine Blé tendre Blé dur Orge-escourgeon Seigle Sorgho 26 kg/t de matière sèche 15 kg/t de matière sèche 28 kg/t de matière sèche 1 kg/q de grain à 9 % 0,5 kg/q de grain à 15 % 1,3 kg/q de grain à 14 % 3,5 kg/q de grain pour la plante entière 1,7 kg/q de grain à 14 % 0,8 kg/q de grain à 9 % 0,6 kg/q de grain à 15 % 2,1 kg/q de grain pour la plante entière 0,5 kg/q de grain à 15 % 1,8 kg/q de grain pour la plante entière 0,6 kg/q de grain à 15 % 1,8 kg/q de grain pour la plante entière 0,7 kg/q de grain à 15 % 2,1 kg/q de grain pour la plante entière 0,6 kg/q de grain à 15 % 1,8 kg/q de grain pour la plante entière 0,5 kg/q de grain à 15 % Le coefficient multiplicateur à appliquer aux exportations dépend des mêmes critères que dans le cas de la fertilisation phosphatée mais le devenir des résidus de culture du précédent est également pris en compte. la fertilisation phosphatée et potassique 93 Détermination des coefficients multiplicateurs pour le calcul des doses de K2O à apporter (kg/ha) suivant la teneur du sol Exigence des cultures Devenir résidus du précédent Trenf Timp Timp Timp 2 Timp Nombre d’années sans apport 2 ou + 1 0 2,0 2,0 2,0 2,0 1,5 1,5 1,8 1,5 1,5 1,8 1,2 1,2 1,5 1 1 0,8 0,6 0,4 Enfouis 2 ou + 1 0 2,0 2,0 1,2 1,5 1,2 1,2 1,5 1,2 1 1,2 1,2 1 1,2 1 1 0,8 0,6 0,4 2 ou + 1 0 2,0 2,0 2,0 1,5 Exportés 2 ou + 2,0 1,5 1 0 2,0 1,5 1,5 Exportés Forte Moyenne Enfouis Exportés Faible Enfouis – 10 % 1,5 1,5 1 2,0 1,5 1,5 1,2 1,6 1,5 1,3 1,2 1,2 1 1,2 1 + 10 % 1,8 1,5 1,5 1,2 1,4 1,2 1 1 1 0,8 1 0,8 1,8 1,5 1,2 1 1,4 1 0,8 1 1 0,6 0,8 0,6 1,5 1,2 0,8 0,8 1,4 0,5 0 0,8 0,8 0 0,6 0 0,8 0,6 0 0,6 0,8 0 0 0,4 0,4 0 0 0 2 ou + 1 0 1,2 1 1 1 1 1 1 0,8 0,8 1 0,8 0,6 1 0 0 0,6 0 0 2 ou + 1 1 1 1 1 1 0,8 1 0,8 1 0 0,6 0 0 1 1 0,8 0,6 0 0 * Les coefficients en gras correspondent aux cultures dont on exporte la plante entière (maïs ensilage, ray-grass, luzerne...). Source : COMIFER, 1997. 3.2 – Exemple de calcul de fertilisation potassique d’un blé tendre d’hiver dans le Bassin parisien (objectif de rendement de 80 q) Dans cette région, la teneur seuil Timpasse en K2O est de 0,1 g/kg ou ‰ pour un sol sableux, de 0,15 g/kg ou ‰ pour un sol limoneux ou limono-argileux. D’après le tableau des exportations de la page précédente, le blé exporte 0,5 kg de K2O par quintal de grain. Les exportations totales sont donc de 0,5 x 80 = 40 kg de K2O et de 1,8 x 80 = 144 kg dans le cas où les pailles sont exportées. la fertilisation phosphatée et potassique 94 Le blé tendre est une culture peu exigeante, les coefficients permettant de calculer les doses sont lus dans le tableau de détermination des coefficients de la page 94. Les prescriptions de fertilisation peuvent être résumées dans le tableau suivant. Conseils de fumure potassique pour un rendement de 80 q de blé tendre d’hiver Teneur du sol T T < Trenf Trenf < T < (Timp – 10 %) (Timp – 10 %) < T <Timp Timp < T < (Timp + 10 %) (Timp + 10 %) < T < 2Timp T < 2Timp Si le précédent a reçu des engrais (résidus du précédent enfouis ou non) Pailles enfouies Pailles exportées Co efficient : 1 Coefficient : 0,8 Coefficient : 0,6 Coefficient : 0 4 0 k g d e K 2O 1 4 4 k g d e K 2O 40 x 0,8 = 32 kg de K2O 40 x 0,6 = 24 kg de K2O 144 x 0,8 = 115 kg de K2O 144 x 0,6 = 86 kg de K2O 0 0 Si le précédent n’a pas reçu d’engrais (résidus du précédent enfouis ou non) Pailles enfouies Pailles exportées Co efficient : 1 Coefficient : 0,8 40 kg de K 2O 144 kg de K 2O 4 0 x 0,8 = 32 kg d e K 2O 144 x 0,8 = 115 kg de K 2O Coefficient : 0 0 0 S’il n’y a pas eu d’apport d’engrais depuis 2 ans ou + et que les résidus sont enfouis Pailless enffouuies Pailless exportéees Coefficient : 1 Coefficient : 0,6 40 kg de K 2O 14 4 kg de K2O 40 x 0,6 = 24 kg de K 2O 1 4 4 x 0 , 6 = 8 6 k g de K 2 O S’il n’y a pas eu d’apport d’engrais depuis 2 ans ou + et que les résidus sont exportés Coefficient : 1,2 P a i l l e s e n f o u i e s 4 0 x 1 ,2 = 4 8 k g de K O Pailles exportées 144 x 1,2 = 173 kg de K O 2 2 Coe fficie nt : 1 Coefficient : 0,6 40 kg de K 2O 144 kg de K 2O 40 x 0,6 = 24 kg de K 2O 144 x 0,6 = 86 kg de K2O Source : ITCF. Par exemple, dans le cas d’une parcelle limoneuse fertilisée l’année précédente et dont la teneur mesurée en K2O est de 0,1 g/kg (teneur < (Timpasse – 10%), le coefficient multiplicateur à appliquer est 1. Il faudra donc apporter 40 kg/ha de K2O si les pailles doivent être enfouies et 144 kg si elles doivent être exportées. la fertilisation phosphatée et potassique 95 En utilisant les données du tableau de détermination des coefficients multiplicateurs (page 94) et celles du tableau des exportations des cultures (page 93), calculez la fumure potassique d’un maïs ensilage dont le rendement espéré est de 14 tonnes de matière sèche/ha (résidus du précédent exportés), dans le cas où l’analyse de terre montre que la teneur en K2O est comprise entre Trenforcé et (Timpasse – 10 %) Nombre d’années sans fertilisation K Coefficient multiplicateur ✐ exercice 4 Dose de K2O à apporter Reportez-vous 2 ou + au corrigé 1 page 98 0 Recherche d’informations Recherchez des documents concernant la fertilisation potassique des cultures Faites qui vous intéressent. Vous trouverez ces informations dans des revues agricoles vérifier (Perspectives agricoles, Cultivar...), dans des brochures éditées par les insti- vos informations tuts techniques (ARVALIS, CETIOM, CTIFL, ITB...) ou encore en vous adres- par un formateur sant à la chambre d’agriculture de votre département. les engrais et les amendements 96 En résumé ➩ Le raisonnement de la fertilisation phosphatée et potassique repose sur 4 critères : les exigences de la culture, la teneur du sol en P et en K, le passé de fertilisation et le devenir des résidus de la récolte précédente. ➩ Le calcul de fumure s’effectue en plusieurs étapes, à l’aide des tables mises au point par le COMIFER : – détermination des exportations de la culture en fonction de l’objectif de production ; – détermination d’un coefficient multiplicateur qui dépend de la classe d’exigence de la culture, du passé de fertilisation, du devenir des résidus de la récolte précédente (seulement dans le cas du potassium) et de la teneur du sol en P et K, mesurée par l’analyse de terre ; – application de ce coefficient aux exportations calculées. Le calcul des doses est effectué en suivant ces étapes, à l’aide de références régionales sur les teneurs des sols en P et K. les engrais et les amendements 97 Corrigés ✍ Les rendements de la betterave sont très pénalisés par une impasse prolongée en potassium tandis que ceux du blé sont peu affectés. La luzerne occupe une position intermédiaire. On peut en déduire que la betterave a de fortes exigences, la luzerne des exigences moyennes et le blé de faibles exigences. Corrigé de l’exercice 1 ✍ Quatre conditions doivent être réunies pour pouvoir envisager une impasse de fumure : la culture ne doit pas avoir d’exigences fortes, le sol doit être suffisamment pourvu (teneur > Timpasse), un apport d’engrais a dû être effectué dans les deux dernières années et, dans le cas de la potasse, les résidus de la culture précédente doivent avoir été enfouis. Corrigé de l’exercice 2 ✍ Le ray-grass est une culture moyennement exigeante en phosphore, qui exporte 7 kg de P2O5/t de MS. Les exportations totales prévues sont donc 12 x 7 = 84 kg de P2O5. La lecture du tableau donnant les coefficients multiplicateurs, dans le cas d’une culture moyennement exigeante et d’une teneur en P2O5 comprise entre Trenforcé et (Timpasse – 10 %) permet de calculer les doses à apporter. Nombre d’années sans fertilisation P Coefficient multiplicateur Dose de P2O5 à apporter 2 ou + 1,6 84 x 1,6 = 134 kg 1 1,2 84 x 1,2 = 101 kg 0 1,0 84 x 1 = 84 kg Corrigé de l’exercice 3 les engrais et les amendements 98 ✍ Corrigé de l’exercice 4 Le maïs ensilage est une plante moyennement exigeante en potassium, qui exporte 15 kg de K2O/t de MS. Les exportations totales prévues sont donc de 14 x 15 = 210 kg de K2O/ha. Nombre d’années sans fertilisation K Coefficient multiplicateur Dose de K2O à apporter 2 ou + 1,2 1,2 x 14 x 15 = 252 kg 1 1,2 1,2 x 14 x 15 = 252 kg 0 1,0 1,0 x 14 x 15 = 210 kg séquence Les amendements minéraux basiques Cette séquence est consacrée aux principales caractéristiques des amendements minéraux basiques et au raisonnement de leurs apports. Du fait des importantes quantités d’éléments minéraux majeurs apportés par les plus utilisés d’entre eux (fumiers et lisiers), le raisonnement des apports d’amendements organiques appartient au raisonnement de la fertilisation N, P et K et n’est pas traité dans cette séquence. La séquence est organisée de la façon suivante : 1 – Pourquoi utilise-t-on des amendements minéraux basiques ? 1.1 – Régulation du pH 1.2 – Amélioration des propriétés physiques des sols instables 100 100 102 2 – Les bases du raisonnement des apports d’amendements minéraux basiques 103 En résumé 105 Les définitions des principaux termes introduits dans cette séquence sont réunies dans le glossaire en fin de volume (à partir de la page 126). 6 1 Pourquoi utilise-t-on des amendements minéraux ? Comme il a déjà été indiqué, la production végétale dépend des conditions de nutrition des végétaux, elles-mêmes liées aux caractéristiques du sol : texture, structure, profondeur, état chimique, activité biologique, humidité... De nombreuses techniques agricoles ont pour objectif de contrôler et d’améliorer ces caractéristiques : – le travail du sol, – le drainage et l’irrigation (maîtrise de l’humidité), – la lutte contre l’érosion, – les assolements et successions de cultures, – et, enfin, les amendements. Les amendements minéraux basiques sont destinés à améliorer la structure des sols, à régulariser le pH et à maintenir une activité biochimique favorable à la nutrition des plantes. Ainsi, ils optimisent l’action des engrais. ▲ Remarque : On a vu précédemment que d’autres amendements minéraux, le sable et l’argile, sont destinés à modifier la texture du sol. Ils ne sont utilisables que sur de très petites surfaces et donc très peu employés. 1.1 – Régularisation du pH Dans de nombreuses régions françaises (Massif central, Bretagne, Landes...), une partie des sols cultivés sont acides. L’acidification est due à plusieurs phénomènes : les récoltes exportent des cations, les racines des plantes produisent des acides organiques et des réactions chimiques produisent des ions hydronium H3O+ dans le sol. Ces réactions ont une influence sur la vie biologique et peuvent être accentuées par l’utilisation d’engrais acidifiants (ceux qui contiennent de l’azote ammoniacal et du soufre). Dans les sols riches en carbonates (calcaire, dolomie) ou en micas et feldspaths, les ions H3O+ sont neutralisés et le pH ne varie pas. Ailleurs, le sol a tendance à s’acidifier. les amendements minéraux basiques 101 Une acidité excessive présente de nombreux inconvénients. Les cations sont moins bien retenus par le complexe argilo-humique et la capacité d’échange en cations (CEC) diminue. L’acidité rend l’aluminium soluble et celui-ci peut devenir toxique pour les plantes (pH < 5). Elle est défavorable à la structure des sols, surtout en limons. Enfin, elle nuit à l’activité biologique du sol, notamment aux vers de terre et aux bactéries. ▲ Comme le rappelait le groupe « chaulage » du COMIFER en 2005, il n’est pas possible de définir un pH optimum pour les plantes cultivées : une valeur minimum de 5,9 est souhaitable pour la plupart des cultures. L’orge et la betterave sucrière exigent des pH plus élevés, pour des raisons liées à leur métabolisme racinaire. De même, un pH de l’ordre de 7 permet un développement optimal des bactéries fixatrices d’azote de la plupart des légumineuses (luzerne). Remarque : Certaines maladies et mauvaises herbes se développent davantage dans les sols acides. Un amendement minéral basique permet de lutter contre elles. Cependant, un pH trop basique n’est pas plus favorable ! Quand le pH dépasse 7,8 à 8, le phosphore et les oligo-éléments (Fe, Mn, B, Zn, Cu) sont moins disponibles et les végétaux, vigne et arbres fruitiers notamment, peuvent souffrir de chloroses. Les amendements minéraux basiques contiennent des bases qui contribuent à neutraliser l’acidité. Principaux types d’amendements et bases neutralisantes correspondantes Amendements amendements minéraux basiques – chaux vive et chaux éteinte – carbonates amendements sidérurgiques Bases OHHCO3-, CO32anions silicates et silico-phosphates les amendements minéraux basiques 102 Attention ! Ce ne sont pas les cations Ca2+ et Mg2+ des amendements minéraux basiques qui neutralisent l’acidité des sols mais les bases qui leur sont associées. Ainsi, le gypse (sulfate de calcium), qui libère des ions sulfates, n’augmente pas le pH. Pour régulariser le pH, la pratique du chaulage, c’est-à-dire l’opération consistant à incorporer des amendements minéraux basiques au sol, existe depuis longtemps. 1.2 – Amélioration des propriétés physiques des sols instables Certains sols ont une structure instable. Leur sensibilité à la dégradation est d’autant plus importante que ces sols sont pauvres en argile et en matière organique, et riches en limons. Cette instabilité a plusieurs conséquences qui affectent la croissance des plantes cultivées : – il peut se former une croûte de battance, – la couche labourée peut prendre en masse et la perméabilité est diminuée, – le ressuyage est plus lent et il y a des risques de compactage du sol. En augmentant la floculation des argiles (rôle du calcium) et en modifiant la CEC (capacité d’échange cationique) effective, l’apport d’amendements minéraux basiques permet d’améliorer les propriétés physiques des sols. L’impact des amendements minéraux basiques sur les propriétés physiques des sols s’apprécie par l’observation au champ : on examine l’état de la surface ou encore le profil cultural. Des essais comparatifs en limons battants ont montré que le chaulage a un effet positif sur la prise en masse du sol et sur la vitesse de ressuyage, d’autant plus que le pH de départ est faible. Dans tous les cas, la stabilité de la structure du sol n’est améliorée que dans les sols qui ne risquent pas d’excès d’eau ou les sols drainés. De plus, l’amélioration n’est durable que si le système de culture n’entraîne pas de dégradations fréquentes de la structure. Enfin, il faut éviter des chaulages excessifs qui peuvent, à cause de phénomènes d’interactions, provoquer des carences sur certaines cultures (ex. : carence en manganèse sur céréales et carence en bore sur colza). les amendements minéraux basiques 103 2 Les bases du raisonnement des apports d’amendements minéraux basiques Contrairement à la fertilisation azotée ou à la fertilisation phosphatée et potassique, il n’y a pas de démarche générale de raisonnement et de calcul des apports d’amendements minéraux. Actuellement, l’approche est régionale. Les expérimentations menées par les instituts techniques et les travaux du COMIFER ont permis d’établir des normes dans quelques contextes précis de sol, de climat et de culture. Cependant, les apports d’amendements minéraux répondent toujours à deux objectifs, indépendants ou simultanés : – agir sur l’acidité du sol, – améliorer ses propriétés physiques. L’objectif que cherche à atteindre l’agriculteur dépend du type de sol et, en partie, de son système de culture. Le tableau suivant recense ces objectifs en fonction des principales combinaisons de sols pour quelques grandes cultures. Objectifs des apports selon les types de sols et les systèmes de cultures Céréalier « non dégradant »* Céréalier « dégradant » Élevage Limons battants hydromorphes drainés ou non PP PP pH et PP selon taux de matière organique PP Limons battants sains pH pH et PP pH PP Limons argileux pH pH et PP pH PP pH = amélioration du pH Betteravier PP = amélioration des propriétés physiques * Le système céréalier « non dégradant » présente une dominante de cultures d’hiver dans sa rotation. Source : COMIFER. Dans le cas où l’amélioration du pH est prioritaire, le diagnostic est possible grâce à une analyse de terre (pH). La mesure de la CEC (capacité d’échange en cations) et du taux de saturation permettent alors de calculer la dose à apporter. Comme pour les autres analyses, les prélèvements les amendements minéraux basiques 104 de terre doivent être effectués en respectant un certain nombre de règles. Compte tenu des variations du pH dans le temps, il est conseillé de faire une deuxième analyse avant de décider d’effectuer un chaulage. La valeur de pH souhaitable dépend des sols (humidité, tassement, richesse en tel ou tel élément...) et des espèces cultivées mais, pour la plupart des végétaux, cette valeur est en général comprise entre 6 et 7. En attendant le développement d’outils destinés à définir les doses d’amendements permettant d’entretenir le statut acido-basique des sols, le groupe « chaulage » du COMIFER propose : - d’obtenir un pH du sol supérieur à 5,5, - d’assurer un apport d’entretien entre les pH 5,9 à 6,5 (pH limité à 6,3 pour les prairies permanentes mais jusqu’à un pH de 7,1 pour la betterave sucrière). ▲ Remarque : La luzerne peut donner de bons résultats à pH 6 si la fertilisation en P, K et Mg est satisfaisante. Dans le cas où on recherche principalement l’amélioration de la structure, le statut acido-basique est apprécié par la détermination du pouvoir tampon. La mesure du pH oriente ensuite le choix de l’amendement à utiliser. Le raisonnement des apports dépend de la situation initiale de la parcelle : apports d’entretien quand l’état initial est correct, apports de redressement quand ce n’est pas le cas. Le calcul des doses à apporter se fait en général à partir de références locales, les seules disponibles actuellement. Recherche d’informations Faites Procurez-vous auprès de la chambre d’agriculture de votre département les vérifier références locales utilisées par les techniciens pour les conseils de doses d’amen- vos informations dements minéraux basiques. par un formateur les amendements minéraux basiques 105 En résumé ➩ Les apports d’amendements minéraux basiques visent deux objectifs principaux : la régularisation du pH du sol et/ou l’amélioration de la structure du sol. ➩ Le choix des amendements et le raisonnement de leurs apports dépendent de l’objectif que se fixe l’agriculteur. Le diagnostic s’appuie sur les résultats d’analyses de terre et le calcul des doses est réalisé à partir de références locales. Propositions vrai faux 1 1 - de 186 0 2 - de 200 18 3 - plus de Autoévaluation Ce test peut être réalisé à l’issue de l’utilisation de ce dossier pour vérifier que vous avez atteint les objectifs correspondants. Il peut également vous servir à situer vos pré-acquis (c’est-à-dire ce que vous maîtrisez déjà) avant d’utiliser le dossier. Le corrigé ( à partir de la page 117) et les commentaires (page 125) vous permettront de vous autoévaluer. Test 1. Indiquez si les propositions suivantes sont vraies ou fausses en cochant la case appropriée. Propositions a. Le carbone des végétaux provient du dioxyde de carbone de l’air. b. L’azote des végétaux provient de l’azote atmosphérique. c. Tous les éléments d’une plante proviennent de la solution du sol. d. Les végétaux tirent leurs éléments minéraux de la solution du sol. Vrai Faux ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ 2. Sous quelle(s) forme(s) la plante utilise-t-elle l’azote ? a. b. c. d. Sous forme d’azote organique. Sous forme de nitrates. Sous forme d’urée. Sous forme d’ammoniac. ❒ ❒ ❒ ❒ autoévaluation 107 3. Indiquez si les propositions suivantes sont vraies ou fausses en cochant la case appropriée. Propositions a. L’azote du sol est principalement sous forme organique. b. Les végétaux préfèrent l’azote organique. c. La minéralisation transforme l’azote gazeux en azote minéral. d. Les trois formes de l’azote minéral sont les ions nitrates, les ions nitrites et les ions ammonium. e. L’azote nitrique est fixé sur le complexe argilo-humique. Vrai Faux ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ 4. Indiquez si les propositions suivantes sont vraies ou fausses en cochant la case appropriée. Propositions a. La plus grande partie du phosphore du sol est dans la solution du sol. b. Le phosphore apporté par les engrais phosphatés est entièrement assimilé par les plantes. c. L’utilisation de l’engrais phosphaté dépend du pH et du pouvoir fixateur du sol. d. L’utilisation de l’engrais phosphaté dépend de la forme sous laquelle il est apporté. e. Plus le contact entre l’engrais phosphaté et le sol est prolongé, plus il peut être utilisé par la plante. Vrai Faux ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ autoévaluation 108 5. Indiquez si les propositions suivantes sont vraies ou fausses en cochant la case appropriée. Propositions a. L’intensité de la minéralisation dépend du type de sol. b. La minéralisation est plus rapide dans les sols argileux que dans les sols sableux. c. Les matières organiques du sol minéralisent sous l’action de bactéries. d. Le taux d’azote minéral d’un sol varie au cours de l’année. e. Dans les sols très calcaires, la minéralisation des matières organiques est favorisée. Vrai Faux ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ 6. Parmi les propositions suivantes, cochez celle qui vous paraît exacte. Le schéma ci-dessous illustre : a. b. c. d. La loi du fractionnement des apports La loi des accroissements moins que proportionnels La loi des facteurs limitants La loi des restitutions ❒ ❒ ❒ ❒ rendement dose d'engrais autoévaluation 109 7. Le tableau ci-dessous donne les rendements d’une culture, obtenus par différentes combinaisons de doses d’engrais azoté et phosphaté. 0 kg de P2O5 80 kg de P2O5 0 kg de N 20 q 26 q 80 kg de N 32 q 41 q a. Quelle est la loi de fertilisation mise en évidence par les résultats de cet essai ? b. Justifiez votre réponse. 8. Indiquez si les propositions suivantes sont vraies ou fausses en cochant la case appropriée. Propositions a. Tous les engrais sont des produits chimiques minéraux. b. Les engrais sont destinés à modifier les propriétés du sol. c. Les éléments nutritifs sont toujours apportés par les engrais. d. Tous les sols ont besoin d’amendements. e. Les engrais sont absorbés au niveau des racines. Vrai Faux ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ 9. Pour chaque élément minéral de la colonne de gauche, indiquez l’unité fertilisante qui permet d’exprimer les besoins des cultures et les apports d’engrais. N ......................................................................................................................... P ......................................................................................................................... K ......................................................................................................................... Ca ......................................................................................................................... Mg ......................................................................................................................... autoévaluation 110 10. Étudiez l’étiquette d’engrais ci-dessous et répondez aux questions. a. Qu’est-ce qu’un engrais ternaire ? ENGRAIS TERNAIRE GRANULÉ 8 - 12 - 16 « S » Dosage garanti NFU 42001 8 pour cent d'azote dont : 4 mi-nitrique mi-ammoniacal du nitrate d'ammoniaque 4 ammoniacal du sulfate d'ammoniaque b. Citez tous les engrais simples entrant dans la composition de cet engrais. 12 pour cent d’anhydride phosphorique (P2O5) soluble dans l'eau et le citrate d'ammoniaque du superphosphate de chaux 18 pour cent d’oxyde de potassium (K2O) soluble dans l'eau, du sulfate de potassium c. Que signifie le « S » ? d. Quelle est la fraction de l’azote immédiatement disponible pour la culture? e. Le phosphore et le potassium sont-ils sous une forme utilisable par les cultures ? 11. Parmi les affirmations suivantes, cochez celle(s) qui vous parai(ssen)t exacte(s). a. b. c. d. Un engrais de type 8-12-16 est un engrais binaire Un engrais de type 8-12-16 est un engrais ternaire Un engrais de type 0-12-12 est un engrais simple Un engrais de type 0-12-12 n’apporte pas d’azote ❒ ❒ ❒ ❒ autoévaluation 111 12. À chaque engrais de la liste de gauche, faites correspondre le ou les ions qu’il apporte. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. nitrate d’ammonium (ammonitrate) chlorure de potassium phosphal phosphate d’ammoniaque scories potassiques superphosphate nitrate de sodium a. b. c. d. nitrate NO3ammonium NH4+ phosphate PO43potassium K+ 13. Parmi les produits suivants, cochez ceux qui sont des amendements minéraux basiques. a. b. c. d. e. La craie Le gypse La dolomie Le phosphal La chaux vive ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ 14. Indiquez si les propositions suivantes sont vraies ou fausses en cochant la case appropriée. Propositions a. Un amendement minéral apporte toujours du calcium et du magnésium. b. Les amendements engrais apportent au moins un des principaux éléments fertilisants. c. Un amendement minéral basique est toujours à base de calcaire ou de chaux. d. Tous les amendements ont une action neutralisante sur le pH. e. Aucune réglementation n’oblige à mentionner la teneur en CaO d’un amendement minéral basique. Vrai Faux ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ autoévaluation 112 15. Pour chacun des amendements minéraux basiques suivants, calculez la quantité nécessaire pour obtenir la même action neutralisante que 100 kg de CaO et reportez vos résultats dans le tableau. Amendement amendement calcaire mixte dolomies chaux magnésienne vive craies marnes écumes de sucrerie Valeur neutralisante 60 55 95 50 40 25 Quantité nécessaire 16. À coût et valeur neutralisante égaux, quels sont les autres critères de choix d’un amendement ? 17. Parmi les ions suivants, cochez ceux qui ont une action neutralisante sur le pH du sol. a. b. c. d. Ca2+ OHCO32Mg2+ ❒ ❒ ❒ ❒ 18. Parmi les caractéristiques suivantes, cochez celles qui correspondent aux engrais azotés ammoniacaux. a. b. c. d. e. Ils sont solubles dans l’eau. Ils sont lessivables. Ils sont immédiatement utilisables par les plantes. Ils sont directement responsables des pollutions azotées. Ils sont régulièrement nitrifiés. ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ autoévaluation 113 19. Parmi les engrais azotés suivants, cochez celui ou ceux que vous choisiriez pour une action rapide. a. b. c. d. e. L’urée Le nitrate d’ammonium (ammonitrate) L’ammoniac anhydre Le sang desséché Le sulfate d’ammoniaque ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ 20. Pour chaque produit (fertilisant) de la liste de gauche, indiquez par une croix à quelle catégorie il appartient. Produit Engrais minéral Engrais organique Amendement minéral Amendement organique basique Cendres de chaux Patentkali Superphosphate Composts Scories Thomas Dolomie Phosphate bicalcique Ammoniac anhydre Farine de poisson Tourbe Ammonitrate 21. Parmi les engrais suivants, cochez ceux qui, en plus de l’azote, du phosphore ou du potassium, apportent également du soufre, du calcium ou du magnésium. a. b. c. d. e. sulfate de potassium ammonitrate scories Thomas patentkali urée ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ autoévaluation 114 22. Vous avez à choisir entre deux engrais ternaires 30-30-30. Le premier contient 25 % d’azote ammoniacal et 5 % d’azote nitrique, le second 15 % d’azote ammoniacal et 15 % d’azote nitrique. Pour l’action la plus rapide possible, lequel choisissez-vous ? Justifiez votre réponse. 23. Vous avez à choisir entre deux engrais phosphatés qui contiennent tous les deux 30 % de P2O5. 25 % du phosphore du premier est soluble dans l’eau, et 5 % du second. Lequel choisissez-vous ? Justifiez votre réponse. 24. Parmi les propositions suivantes, cochez celle qui vous paraît exacte. a. Les engrais sont les seules matières fertilisantes. b. Engrais et amendements sont des fertilisants. c. Les amendements minéraux basiques ne sont pas des fertilisants. d. Les engrais organiques ne sont pas des fertilisants. e. Les amendements ne peuvent pas fournir d’éléments nutritifs aux plantes. ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ 25. Parmi les cultures suivantes, cochez celles qui sont très exigeantes en potasse (K) et en phosphore (P). a. b. c. d. e. Le blé tendre La betterave sucrière La luzerne La pomme de terre Le seigle ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ autoévaluation 115 26. Parmi les cultures suivantes, cochez celles qui sont peu exigeantes en potasse (K) et en phosphore (P). a. b. c. d. e. Le ray-grass L’avoine Le maïs ensilage La luzerne Le blé tendre ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ 27. Indiquez si les propositions suivantes, concernant la fertilisation P et K, sont vraies ou fausses en cochant la case appropriée. Propositions a. Une fumure d’entretien correspond aux besoins de la culture. b. La fumure d’entretien permet d’enrichir le sol. c. Une impasse de fumure consiste à ne pas réaliser d’apports d’engrais. d. Les exigences des cultures en P et en K sont variables. e. Les engrais organiques peuvent apporter d’importantes quantités de P et de K. f. Le calcul de fumure ne tient pas compte des rendements espérés. Vrai Faux ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ 28. Parmi les critères (facteurs) suivants, cochez ceux qui sont pris en compte dans le raisonnement de la fumure P et K. a. b. c. d. e. Les restitutions de la culture Le précédent cultural L’espèce cultivée Les teneurs en éléments du sol Le rendement espéré ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ autoévaluation 116 29. Parmi les objectifs suivants, quels sont ceux qui correspondent à une fumure d’entretien ? a. b. c. d. Couvrir les exportations des cultures. Enrichir le sol en un des éléments fertilisants majeurs. Compenser les pertes par lessivage. Corriger une carence en un élément. ❒ ❒ ❒ ❒ autoévaluation 117 Corrigés Pour vous autoévaluer, comparez vos réponses à celles du corrigé. Lorsque votre réponse à une question est exacte, attribuez-vous le nombre de points du barème correspondant. Calculez votre score (sur 47) en totalisant les points obtenus puis reportez-vous aux commentaires. ✍ a b c d → → → → Question 1 vrai faux faux vrai Proposition b : seules les légumineuses sont capables d’utiliser l’azote de l’air grâce à des bactéries associées. Proposition c : le carbone n’est pas prélevé dans la solution du sol ; il provient du dioxyde de carbone de l’air. Barème : 2 points pour toutes les réponses exactes, 1 point pour 3 réponses exactes. Votre résultat : ✍ Question 2 Il fallait cocher la réponse b. Barème : 1 point si vous avez coché la proposition b et seulement celle-là. Votre résultat : a → vrai b → faux c → faux ✍ d → vrai e → faux Question 3 Proposition b : les végétaux absorbent essentiellement de l’azote minéral. Proposition c : la minéralisation transforme l’azote organique en azote minéral. Proposition e : l’azote minéral n’est pas retenu par le CAH ; il se trouve dans la solution du sol. Barème : 2 points pour toutes les réponses exactes, 1 point pour au moins 3 bonnes réponses. Votre résultat : autoévaluation 118 Question 4 a b c d e → → → → → ✍ faux faux vrai vrai faux Proposition a : le phosphore de la solution du sol représente moins de 0,1 % du phosphore total. Proposition b : les engrais phosphatés ne sont jamais entièrement disponibles pour les plantes. Proposition e : plus ce contact est prolongé, plus le phosphore évolue vers des formes indisponibles pour les plantes Barème : 2 points pour toutes les bonnes réponses, 1 point pour 3 réponses exactes. Votre résultat : Question 5 a b c d e → → → → → ✍ vrai faux vrai vrai faux Proposition b : au contraire, des taux élevés d’argile ne sont pas favorables à la minéralisation. Proposition e : au contraire, l’abondance de calcaire empêche la dégradation des matières organiques. Barème : 2 points pour toutes les réponses exactes, 1 point pour au moins 3 bonnes réponses. Votre résultat : ✍ Question 6 Il fallait cocher la réponse b. Barème : 1 point si vous avez coché la proposition b et seulement celle-là. Votre résultat : autoévaluation 119 ✍ a. La loi de fertilisation mise en évidence est la loi des interactions. b. L’effet de l’azote seul est de 32 – 20 = + 12 q, celui du phosphore seul est de 26 – 20 = + 6 q. L’effet de l’apport conjoint de phosphore et d’azote est de 41 – 20 = + 21 q, supérieure à la somme des effets séparés: 12 + 6 = 18 q. Il y a donc une interaction positive entre l’azote et le phosphore. Question 7 Barème : 1 point pour chaque réponse exacte. Votre résultat : a b c d e → → → → → ✍ Question 8 faux faux faux faux vrai Proposition a : il existe des engrais organiques (exemple : farine de poisson). Proposition b : les engrais sont destinés à apporter des éléments nutritifs aux plantes. Proposition c : les amendements organiques (fumiers...) apportent aussi d’importantes quantités d’éléments nutritifs. Proposition d : on apporte des amendements minéraux pour compenser les défauts de certains sols : acidité excessive, structure dégradée... Barème : 2 points pour toutes les réponses exactes, 1 point pour au moins 3 bonnes réponses. Votre résultat : ✍ N → N P → P2O5 K → K2O Ca → CaO Mg → MgO Question 9 Barème : 2 points pour toutes les réponses exactes, 1 point pour au moins 3 bonnes réponses. Votre résultat : autoévaluation 120 ✍ Question 10 a. Un engrais ternaire est un engrais composé qui apporte les trois principaux éléments fertilisants : azote, phosphore et potassium. b. Quatre engrais simples entrent dans la composition de cet engrais : – le nitrate d’ammonium, – le sulfate d’ammoniaque, – le superphosphate de chaux, – le sulfate de potassium. c. Le symbole « S » correspond au soufre, apporté par le sulfate d’ammoniaque et par le sulfate de potassium. d. Un quart seulement de l’azote (soit 2 % de l’engrais) est sous forme de nitrates immédiatement disponibles pour les plantes. e. Les engrais qui apportent le phosphore et le potassium sont solubles dans l’eau. Ces éléments sont donc plus disponibles pour les plantes. Barème : 1 point pour chaque réponse exacte. Votre résultat : ✍ Question 11 Il fallait cocher les réponses b et d. Barème : 1 point si vous avez coché les réponses b et d. Votre résultat : ✍ Question 12 1 2 3 4 5 6 7 → → → → → → → a et b d c b et c c et d c a Barème : 2 points pour toutes les réponses exactes, 1 point pour au moins 5 bonnes réponses. Votre résultat : autoévaluation 121 ✍ Question 13 Il fallait cocher les réponses a, c et e. Barème : 1 point si vous avez coché toutes ces réponses. Votre résultat : a → faux b → vrai c → faux ✍ d → faux e → faux Question 14 Proposition a : un amendement minéral basique apporte toujours un de ces deux éléments, pas forcément les deux. Proposition c : certains amendements minéraux basiques sont d’origine sidérurgique ou des sous-produits industriels. Proposition d : les amendements organiques, le sable et certains amendements minéraux (ex. : gypse) n’ont pas d’action neutralisante. Proposition e : la teneur en CaO et en MgO des amendements minéraux basiques figurent obligatoirement sur l’étiquette de ces produits. Barème : 2 points pour toutes les réponses exactes, 1 point pour au moins 3 bonnes réponses. Votre résultat : ✍ Tableau complété Amendement amendement calcaire mixte dolomies chaux magnésienne vive craies marnes écumes de sucrerie Question 15 Valeur neutralisante 60 55 95 50 40 25 Quantité nécessaire 100/60 x 100 = 167 kg 100/55 x 100 = 182 kg 100/95 x 100 = 105 kg 100/50 x 100 = 200 kg 100/40 x 100 = 250 kg 100/25 x 100 = 400 kg Barème : 2 points pour tous les calculs exacts. Votre résultat : autoévaluation 122 ✍ Question 16 Les autres critères de choix sont la teneur en magnésium et en calcium, la solubilité et la finesse du broyage. Barème : 1 point pour au moins deux critères cités. Votre résultat : ✍ Question 17 Il fallait cocher les réponses b et c. Barème : 1 point si vous avez coché les propositions b et c et seulement celles-là. Votre résultat : ✍ Question 18 Il fallait cocher les réponses a et e. Barème : 1 point si vous avez coché les propositions a et e et seulement celles-là. Votre résultat : ✍ Question 19 Il fallait cocher la réponse b. Barème : 1 point si vous avez coché la proposition b et seulement celle-là. ✍ Question 20 Votre résultat : Tableau complété : Produit Engrais minéral Engrais organique Amendement minéral Amendement organique basique Cendres de chaux ✓ Patentkali ✓ Superphosphate ✓ Composts ✓ Scories Thomas ✓ Dolomie ✓ Phosphate bicalcique ✓ Ammoniac anhydre ✓ Farine de poisson ✓ Tourbe ✓ Ammonitrate ✓ Barème : 4 points pour toutes les réponses exactes, 2 points pour au moins 6 bonnes réponses. Votre résultat : autoévaluation 123 ✍ Question 21 Il fallait cocher les réponses a, c et d. Barème : 1 point si vous avez coché les propositions a, c et d et seulement celles-là. Votre résultat : ✍ Pour une action rapide, le second engrais est le plus efficace. En effet, il contient plus d’azote nitrique, seule forme d’azote immédiatement utilisable par les plantes. Question 22 Barème : 1 point pour une réponse équivalente. Votre résultat : ✍ Le phosphore soluble dans l’eau est le plus facilement disponible pour les plantes. Les autres formes de phosphore ont une action très lente, voire nulle dans certains cas. Il faut donc choisir le premier engrais. Question 23 Barème : 1 point pour une réponse équivalente. Votre résultat : ✍ Question 24 Il fallait cocher la réponse b. Barème : 1 point si vous avez coché la proposition b et seulement celle-là. Votre résultat : ✍ Question 25 Il fallait cocher les réponses b et d. Barème : 1 point si vous avez coché les réponses b et d. Votre résultat : ✍ Question 26 Il fallait cocher les réponses b et e. Barème : 1 point si vous avez coché les réponses b et e. Votre résultat : autoévaluation 124 ✍ Question 27 a b c d e f → → → → → → vrai faux vrai vrai vrai faux Proposition b : la fumure d’entretien couvre les besoins de la culture. Elle ne permet pas d’enrichir le sol. Proposition f : les besoins en éléments minéraux dépendent du rendement de la culture. Le calcul de fumure en tient donc compte. Barème : 2 points pour toutes les réponses exactes, 1 point pour 3 réponses exactes. ✍ Votre résultat : Question 28 Il fallait cocher toutes les réponses. Barème : 1 point seulement si vous avez coché toutes les réponses. ✍ Votre résultat : Question 29 Il fallait cocher les réponses a et c. Barème : 1 point si vous avez coché les propositions a et c et seulement celles-là. Votre résultat : Votre score sur 47 = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . autoévaluation 125 Commentaires Si vous avez réalisé ce test avant d’utiliser le dossier d’autoformation... ➩ Si vous avez plus de 37 points, vous avez déjà une bonne maîtrise des aspects traités dans ce dossier d’autoformation. Il n’est peut-être pas utile que vous utilisiez ce dossier, du moins entièrement. N’hésitez quand même pas à prendre connaissance des passages ou séquences correspondant aux questions pour lesquelles vous vous êtes trompé(e). Pour cela, demandez à un formateur de vous aider à établir un diagnostic plus précis de vos pré-acquis à partir des résultats à ce test. ➩ Si vous avez moins de 37 points, il est probable que des aspects importants du thème traité dans ce dossier ne vous soient pas familiers. L’utilisation de ce dossier selon un parcours et un rythme adaptés est conseillée. Demandez à un formateur de vous aider à établir un diagnostic plus précis de vos pré-acquis à partir des résultats à ce test pour construire votre parcours individualisé d’utilisation. Si vous avez réalisé ce test après avoir utilisé le dossier d’autoformation... ➩ Si vous avez plus de 37 points, vous avez suivi avec profit les séquences de ce dossier d’autoformation. N’hésitez quand même pas à revoir les passages ou séquences correspondant aux questions pour lesquelles vous vous êtes trompé(e). Pour cela, demandez à un formateur de vous aider à établir un diagnostic plus précis de vos apprentissages. ➩ Si vous avez de 25 à 37 points, certains aspects vous ont échappé... Revoyez les passages ou séquences correspondant aux questions pour lesquelles vous vous êtes trompé(e). Pour cela, demandez à un formateur de vous aider à établir un diagnostic plus précis de vos apprentissages. Si besoin, demandez-lui des explications complémentaires. ➩ Si vous avez moins de 25 points, il va falloir sérieusement retravailler ce dossier. Consultez un formateur qui pourra vous donner des explications complémentaires et vous conseiller l’utilisation d’autres documents. glossaire 126 Glossaire Absorption : Mécanisme par lequel les plantes prélèvent les éléments nutritifs dans la solution du sol. Amendement : Substance incorporée au sol pour en améliorer la constitution physico-chimique. Souvent, les amendements fournissent aussi au sol des éléments fertilisants qui lui permettent de reconstituer ses réserves. Il y a deux catégories d’amendements, les amendements minéraux et les amendements organiques. Besoins : Quantités d’un élément nutritif prélevées par une culture, nécessaires pour atteindre un objectif de rendement particulier. Biodisponibilité : Caractéristique d’un élément minéral du sol lui permettant d’être absorbé par une culture. Chaulage : Apport d’amendements minéraux basiques à un sol dans le but de réduire son acidité. Élément minéral : Élément chimique entrant dans la composition des végétaux et dont ceux-ci ont besoin pour assurer leur croissance. Engrais : Matière fertilisante dont la fonction est d’apporter aux végétaux un ou des éléments minéraux qui leur sont directement utiles. La teneur en éléments nutritifs est d’au moins 3 % du produit brut pour un des trois éléments majeurs (N, P, K). La législation française distingue différents types d’engrais selon leur forme chimique ou physique et leur nature minérale ou organique. Exigence des cultures : Notion correspondant à certaines caractéristiques des espèces cultivées déterminant leur comportement vis-à-vis d’une impasse de fertilisation en phosphore ou en potasse. Il existe 3 classes d’exigence : les plantes peu exigeantes, les plantes moyennement exigeantes et les plantes très exigeantes. Exportation : Quantité d’un élément donné contenue dans les végétaux récoltés et sortis de la parcelle. Fertilisation : Création ou amélioration de la fertilité d’un sol au moyen d’actions qui modifient ses propriétés physico-chimiques et biologiques, de telle façon que les cultures trouvent des conditions optimales de végétation. glossaire 127 Fertilité : La fertilité d’un sol est son aptitude à assurer la croissance des cultures dans la durée. Fixation : Ensemble de phénomènes physico-chimiques plus ou moins réversibles conduisant à une diminution de la biodisponibilité des éléments nutritifs. On parle couramment de blocage des éléments. Fumure : Couramment synonyme de fertilisation. Au sens strict, la fumure est la quantité d’éléments fertilisants apportée à une culture. Matières fertilisantes : Produits destinés à assurer la nutrition des végétaux et à améliorer les propriétés physiques et chimiques des sols. Les matières fertilisantes comprennent les engrais et les amendements. Minéralisation : Transformation biochimique de la matière organique aboutissant à la libération des éléments chimiques sous une forme minérale, seule forme facilement utilisable par les plantes. La minéralisation est plus ou moins rapide selon les caractéristiques du sol (pH, teneur en calcaire, aération) et du climat (température, humidité). Interaction : Influence réciproque, par exemple entre des éléments minéraux sur le rendement d’une culture. Il y a interaction entre deux éléments quand leur effet simultané est différent de la somme des effets qu’ils auraient eus séparément. Une interaction peut être positive ou négative. Norme d’interprétation : Ensemble des teneurs analytiques établies expérimentalement pour un type de sol et une région donnés, permettant de faire un diagnostic sur le sol, à partir des résultats d’une analyse de terre. Ces normes dépendent du type de sol, du climat, des espèces cultivées, des techniques culturales, du niveau d’intensification... Lessivage : Entraînement en profondeur des éléments minéraux par l’eau de pluie. Les éléments minéraux les plus sensibles au lessivage sont ceux qui ne sont pas retenus ▲ ▲ ▲ Impasse: Absence de fumure pendant une ou plusieurs années. On décide de faire une impasse si on estime que le rendement de la culture n’en sera pas affecté et si le sol ne risque pas de s’appauvrir. par le complexe argilo-humique (nitrates, sulfates) et le calcium. glossaire 128 Objectif de rendement : Rendement correspondant aux objectifs de l’agriculteur, déterminé en fonction des aptitudes du sol, du système de culture et du potentiel de l’espèce et de la variété (on parle aussi d’objectif de production). Photosynthèse: Phénomène biologique grâce auquel les plantes vertes peuvent capter l’énergie lumineuse pour fabriquer de la matière organique à partir du dioxyde de carbone de l’air, d’eau et de sels minéraux. Prélèvement : Désigne la quantité d’éléments minéraux soustraits au sol par les cultures. Le prélèvement total correspond à la quantité d’éléments contenue dans les plantes au moment où elles en renferment le plus. Le prélèvement à la récolte correspond à la quantité d’éléments contenue dans les plantes au moment de la récolte. Rendement : Production d’une culture rapportée à l’unité de surface. Dans le calcul de la fertilisation, on tient compte de l’objectif de rendement qui est fixé par l’agriculteur en fonction des potentialités du milieu, de celles des plantes cultivées, de son système de culture et de calculs économiques. Solution du sol : Fraction liquide du sol, formée par l’eau et les sels minéraux dissous. C’est dans la solution du sol que les plantes prélèvent la plupart de leurs éléments nutritifs. Unité fertilisante : Expression utilisée dans les calculs de fertilisation. Une unité fertilisante est égale à un kg de l’élément considéré par hectare. Ainsi, 1 U de N = 1 kg de N par hectare ; 1 U de P2O5 = 1 kg de P2O5 par hectare ; 1 U de K2O = 1 kg de K2O par hectare. bibliographie Bibliographie Nous vous proposons des références de documents classées en trois rubriques : 1 – des documents à utiliser en complément de ce dossier d’autoformation, 2 – des ouvrages pour vous permettre d’en savoir plus sur les aspects essentiels de la fertilisation et des amendements, 3 – des documents publiés dans la collection Cible qui concernent d’autres séquences de formation du domaine technologique et professionnel du BP REA. 1 – Documents complémentaires De nombreuses brochures d’Arvalis, parmi lesquelles on peut citer : – Fertilisation P-K : raisonner pour agir, 2005. – Fertilisation azotée du blé tendre, 2005. – Azote et pomme de terre ; les points clés de la fertilisation raisonnée, 2003. – Fertiliser avec les engrais de ferme, brochure inter-institut, 2001. – Fertilisation P-K, dossier Perspectives Agricoles, 1993. Demandez à un formateur de vous procurer ces documents. Arvalis a également réalisé 16 fiches, correspondant à 16 régions françaises, qui permettent d’effectuer les calculs de fertilisation P-K (en cours de réactualisation). Procurez-vous la fiche concernant votre région auprès d’Arvalis. Les groupes de travail du COMIFER (azote, soufre, phosphore et potassium, chaulage, recyclage, communication, épandage) éditent régulièrement des brochures présentant les résultats de leurs travaux. Consultez également les sites du CELAC (Comité d’études et de liaison des amendements minéraux basiques) : www.celac.fr ainsi que celui de l’UNIFA (Union des industries de la fertilisation) : www.unifa.fr 129 bibliographie 130 Des documents photographiques et des vidéos, par exemple : Carences minérales du blé (diapositives, ITCF, 1989), L’eau, l’agriculteur et l’environnement (vidéo, ITCF, 1990), Valorisation agricole des boues d’épuration (vidéo, Chambre d’agriculture de l’Ain, 1989), Maîtrise des pollutions : un projet pour l’exploitation d’élevage (vidéo, INPAR Rennes, 1995), Qualité de l’eau : les agriculteurs se mobilisent (vidéo, CIFAR / MAP, 1992). Demandez à un formateur de vous procurer ces documents (certaines vidéos peuvent être empruntées au bureau de l’audiovisuel du ministère de l’Agriculture et de la Pêche). De nombreux articles sur la fertilisation parus dans la presse généraliste (La France agricole, Agriculture magazine...) et dans des revues techniques spécialisées : – grandes cultures : Cultivar, Perspectives agricoles, Réussir Grandes Cultures, le Betteravier français, Grandes Cultures infos ; – arboriculture : Arboriculture fruitière, Infos CTIFL, Fruits & légumes ; – vigne : La vigne, Viti ; – légumes : Fruits & légumes, Réussir Fruits et légumes, la Pomme de terre française, Infos CTIFL, PHM Revue horticole, Culture légumière, l’Écho des M.I.N, le Maraîcher de France ; – horticulture ornementale et pépinières : Lien horticole, l’Or vert, PHM Revue horticole. Vous trouverez dans ces revues des informations complémentaires sur les productions qui vous intéressent. Des nitrates en trop, INRAP/UIP, 1991. Logiciel éducatif conçu pour sensibiliser aux problèmes de pollution par les nitrates. L’utilisateur peut visualiser les conséquences de ses choix en matière de fertilisation azotée. De nombreux logiciels permettent aux agriculteurs de gérer la fertilisation de leur exploitation (calculs de fumure, plans d’épandage d’engrais de ferme, bilans de fumure). Consultez les dossiers du colloque « Informatique agricole, épandage et fertilisation » (2006) sur le site de l’ACTA ( http://www.acta-informatique.fr ) bibliographie 131 2 – Pour en savoir plus Il existe des documents généraux consacrés à la fertilisation et aux amendements. En voici quelques exemples : SCHWARTZ (C.), MULLER (J.-C.), DECROUX (J.), Guide la fertilisation raisonnée, Ed. France agricole, 2005. Parlons fertilisation, cédéroms de l’UNIFA, 2004. 3 – Autres titres de la collection Cible Croissance et développement des plantes cultivées, collection Cible, Educagri éditions, 2005. Dossier d’autoformation concernant les objectifs suivants de l’UC 1 du BP REA : être capable d’identifier une plante et ses stades de développement et être capable de rappeler les mécanismes de la nutrition et de la croissance d’une plante cultivée, et son mode d’élaboration du rendement (OI 121A et 123A). La défense des cultures, coll. Cible, Educagri éditions, 2005. Dossier d’autoformation concernant l’objectif suivant de l’UC 1 du BP REA : être capable de présenter les principes de la protection des cultures et des traitements phytosanitaires (OI 125A). 10 en agronomie, coll. Cible, Educagri éditions, 1998. Ce cédérom expose en dix livrets les bases de l’agronomie.
