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Méthodes et outils de raisonnement de la fertilisation azotée
Matthieu Valé
I ‐ Contexte du raisonnement
II ‐ Le cycle de l’azote
III ‐ Raisonnement de la fertilisation azotée :
A ‐ la méthode du bilan complet
B Les méthodes dérivées (CAU réglette colza)B ‐ Les méthodes dérivées (CAU, réglette colza)
IV ‐ Les outils d’ajustement de la dose (OAD)
V ‐ Le plan prévisionnel de fumure (ppf)
Conférence azote 2012 SAS Laboratoire / AGRO‐Systèmes 1
Contexte du raisonnement
1) Qualité et quantité de la production
Laurent et Makowski, 2007
2) Efficience énergétique et économique
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Contexte du raisonnement
3) Externalités environnementales
Qualité de l’eau Qualité de l’air
Pertes d’azote sous forme gazeuseg
N2O : issu de la dénitrification dunitrate, contribue à 20 % de l’effet deserre global (effet 300 fois supérieurserre global (effet 300 fois supérieurau CO2), agriculture / sylvicultureresponsables de plus de 80 % desémissions de N O (CITEPA 2008)émissions de N2O (CITEPA, 2008)
NH3 : issu de la volatilisation del’ammonium (engrais minéraux et( gproduits organiques), précurseur departicules fines dangereuses pour lasanté
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Cycle de l’azote
Déposition atmosphérique
Résidus de récolteCIPAN atmosphérique,
irrigation
PRO
récolteCIPAN
Méthode du bilan de masse : possibilité d’estimer ces différents
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Méthode du bilan de masse : possibilité d estimer ces différents flux (ou une partie) sur le cycle cultural
Méthode du bilan
Bilan de masse : état final = état initial + entrées ‐ sorties
Adaptation à la fertilisation azotée
• État final : quantité d’azote à la fermeture du bilan (récolte)
• Entrées : fournitures d’azote (engrais, minéralisation MO sol,PRO, résidus, CIPAN, apports atmosphériques, …)
• Sorties : N absorbé par la culture, pertes d’azote (lixiviation,l ili i /dé i ifi i i i i bi )volatilisation/dénitrification, organisation microbienne)
• Etat initial : quantité d’azote à l’ouverture du bilan
Quand ouvrir le bilan ?
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Méthode du bilanMesure, calcul ou estimation des différents postes du bilan
Besoin de la culture, quantité d’azote à l’ouverture du bilan
minéralisation MO sol PRO résidus CIPAN
lixiviation, volatilisation/dénitrification, apports atmosphériques
minéralisation MO sol, PRO, résidus, CIPAN
Si on considère que les apports atmosphériques compensent la volatilisation / dénitrification, le poste le plus problématique à estimer est la perte d’azote p p p q pdans les eaux de drainage (lixiviation) entre la récolte du précédent et la fin de la période de drainage cela dépend beaucoup du climat et du système de culture (0 à 60 kg/ha)
De plus, même pour les cultures d’hiver, la majorité de l’absorption d’azote a lieu au printemps
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Ouverture du bilan à la fin de la période de drainage (sortie hiver)
Méthode du bilan
Dose d’engrais azoté Besoin de la culture= – fournitures en azote
Dose X = ( Nf + Rf ) ‐ ( Nh + Rh + Mh + Mr + Mci + Ma + Mp + Ir )
Rf : Reliquat post récolte
Ma : effet direct PRO
Mp : effet ret. prairie
Ir : Apport irrigation
Nf : Besoin cultureMr : Min. résidus précédt
Mci : Min. résidus CIPAN
Nf : Besoin culture
Rh : Reliquat Sortie Hiver
Mh : Min. humus
Nh : Azote déjà absorbée
Rh : Reliquat Sortie Hiver
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Méthode du bilan
Besoin de la culture
1) Calcul en fonction de l’objectif de rendement1) Calcul en fonction de l objectif de rendement
Besoin = objectif de rendement x coefficient (b)
Céréales, maïs, colza, prairie
ex : blé tendre 80 Qx besoin = 3 x 80 = 240 U
2) Besoin forfaitaire
Betterave, légumes, …
pomme de terre : adaptation à la durée du cycle végétatifPicardie date de défanage ou de récolte en vert
Du
01 a
u 10
/07
Du
11 a
u 20
/07
Du
21 a
u 31
/07
Du
01 a
u 10
/08
Du
11 a
u 20
/08
Du
21 a
u 31
/08
Du
01 a
u 10
/09
Du
11 a
u 20
/09
Du
21 a
u 30
/09
Du 21 au 31/03 195 215 225 240 250 260 260 265 265
Picardie - date de défanage ou de récolte en vert
n
Du 01 au 10/04 185 210 225 235 245 250 255 260 265
Du 11 au 20/04 180 200 225 230 245 250 255 260 265
Du 21 au 30/04 175 200 220 230 240 245 255 260 265
Du 01 au 10/05 165 190 210 225 235 245 250 255 260
de p
lant
atio
n
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Section Agro-TransfertDu 11 au 20/05 150 175 200 215 230 240 245 250 255
Du 21 au 31/05 110 160 190 200 215 230 235 240 245
Du 01 au 10/06 65 125 165 190 205 220 225 235 240
date
d
Méthode du bilan
Azote déjà absorbé par la culture
Pour les cultures d’hiver, estimation en fonction du développement au moment de l’ouverture du bilan
Stade 1 à 3 feuilles Début tallage Fin tallage Epi 1 cmNc 10 20 30 40
Céréales
C l ti tiColza : estimation ou mesure par pesée
Masse (kg/m²) x 65 = N absorbéMasse (kg/m ) x 65 = N absorbé
De 20 à 150 kg/ha
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Méthode du bilan
Minéralisation nette de la MO du sol
l
Calcul dynamique ou table de référence en fonction du type de sol, du climat et du système de culture
température humidité MOargileCaCO3 pH
climat sol
Minéralisation
p
+ –+
CO2Matière organique
(humus)C – H – O – N - S
bactéries
NH4+
CO2
Restitution Apport de produits Pratiques culturales
+ NH4
NO3-–
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des paillespp p
organiques
Méthode du bilan
E l l li
Minéralisation nette de la MO du sol
Exemple sur sol limoneux
140
160Climat Boignevilleclimat Mons
100
120
sé (k
g/ha
) Climat Etoile
Minéralisation automnale
40
60
80
N m
inér
alis
0
20
40
1-janv.
1-févr.
1-mars
1-avr.
1-mai
1-juin
1-juil.
1-août
1-sept.
1-oct.
1-nov.
1-déc.
reliquat Récolte Blé Récolte Maïs
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Mh = 40 à 60 Mh = 70 à 90
Méthode du bilan
Minéralisation des produits organiques
Eff t di t t t t à i é li t l li t t l é ltEffet direct = azote restant à minéraliser entre le reliquat et la récolte
Effet direct dans le bilan ≠ coefficient d’équivalence total
60
70 vinasse, apport de 3 t/ha le 30/08teneur en N organique : 25 kg/t
azote restant à minéraliser entre le reliquat et :une récolte au 07 aout : 10 kg/ha
40
50
isé
(kg/
ha) - une récolte au 07 aout : 10 kg/ha
- une récolte au 08 octobre : 15 kg/ha
20
30
N m
inér
ali
0
10
1/8 1/9 2/10 2/11 3/12 3/1 3/2 5/3 5/4 6/5 6/6 7/7 7/8 7/9 8/10 8/11 9/12 9/1 9/2
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1/8 1/9 2/10 2/11 3/12 3/1 3/2 5/3 5/4 6/5 6/6 7/7 7/8 7/9 8/10 8/11 9/12 9/1 9/2jours calendaires, climat Eure (27)reliquat
Méthode du bilan
Minéralisation des produits organiques
60
70
a)
fiente de volaille, apport de 5 t/ha le 15/09teneur en N organique : 14 kg/t
azote restant à minéraliser entre le reliquat et :
30
40
50ra
lisé
(kg/
ha azote restant à minéraliser entre le reliquat et : - une récolte au 07 aout : 0 kg/ha - une récolte au 08 octobre : 0 kg/ha
10
20
30
N m
iné
01/8 1/9 2/10 2/11 3/12 3/1 3/2 5/3 5/4 6/5 6/6 7/7 7/8 7/9 8/10 8/11 9/12 9/1 9/2
jours calendaires, climat Eure (27)reliquat
L’effet direct est très dépendant de la date d’apport
La connaissance de la teneur en azote du produit permet
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de préciser ce poste
Méthode du bilan
Devenir de l’azote minéralisé du produit organique apporté avant le reliquat
Minéralisation des produits organiques
Devenir de l’azote minéralisé du produit organique apporté avant le reliquat :
‐ une partie peut se retrouver dans le reliquat
‐ une partie peut avoir été absorbée par la culture (ex colza ou blé)
‐ une partie peut avoir été absorbée par la CIPAN
‐ une partie peut être lessivée (surtout si pas de CIPAN)
‐ Une partie peut être encore à minéraliser après le reliquat = effet direct produit organique sur le bulletin RN
‐ Le reste s’incorporera au stock d’azote organique du sol (entre 3 et 10 t / ha) et se minéralisera progressivement (1 à 2 % / an)
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Source : Compostière de l’Aube
Méthode du bilan
Minéralisation des CIPAN et résidus de récolte
+60
vinasses
+60
vinasses
+20
+40 vinasses
Résidus d’un couvert
+20
+40 vinasses
Résidus d’un couvert
Effet CIPAN
- 20
0Juil. Oct. Janv. Avr
ilJuil. Oct.
Catch crop residues
- 20
0Juil. Oct. Janv. Avr
ilJuil. Oct.
Catch crop residues
Effet résidus
- 40
- 20
Mesure du reliquat Récolte betteraveEnfouissement pailles
Pailles
Residual straw - 40
- 20
Mesure du reliquat Récolte betteraveEnfouissement pailles
Pailles
Residual straw
résidus
Mesure du reliquat Récolte betteraveEnfouissement pailles
Semis betterave Source: J.M. Machet, INRA Laon
Ri measurement Sugar beet harvestStraw incorporation
Sugar beet sowing
Mesure du reliquat Récolte betteraveEnfouissement pailles
Semis betterave Source: J.M. Machet, INRA Laon
Ri measurement Sugar beet harvestStraw incorporation
Sugar beet sowing
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Méthode du bilan
Azote minéral à l’ouverture du bilan : le reliquat azoté
La mesure doit s’effectuer sur la profondeur d’enracinement maximale de la culture. Cela dépend
De la profondeur de sol‐ De la profondeur de sol
‐ Du type de culture
≈ 90 à 120 cm pour céréales, colza, betteravep
≈ 40 à 60 cm pour légumes et pomme de terre
Ré l l b i /k MS i k /h à l’ idRésultat laboratoire en mg/kg MS conversion en kg/ha à l’aide de la quantité de terre fine / ha :
TF (t / ha) = (prof prélèvt (cm) X DA X 100) ‐ % cailloux( ) (p p ( ) )
Densité de sol et taux de cailloux estimés Incertitude sur la valeur de reliquat en kg/ha +/‐ 10 %
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q g
Méthode du bilan
Un seul poste mesuré (reliquat) tous les autres postes estimés / calculésUn seul poste mesuré (reliquat), tous les autres postes estimés / calculés à partir des informations fournies par l’agriculteur
Un questionnaire bien rempli = un conseil adapté à la situation
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Un questionnaire bien rempli = un conseil adapté à la situation
Méthodes dérivées
Poste mesuré : azote b bé l ltabsorbé par la culture (Pesées entrée et sortie hiver)
Autres postes du bilan estimés à partir deestimés à partir de références régionales
http://www.cetiom.fr/outils/detail/outils/5/
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http://www.cetiom.fr/outils/detail/outils/5/
Méthodes dérivées
Méthode CAU (équation d’efficience)
Mesure de reliquat parfois délicate (sol superficiel et/ou caillouteux)Mesure de reliquat parfois délicate (sol superficiel et/ou caillouteux)
Estimation de la fourniture du sol (PO) à l’aide de parcelles non fertilisées (ou simulation à partir de références expérimentales et du climat)
Estimation du coefficient apparent d’utilisation (CAU) de l’engrais à l’aide de parcelles avec des doses de fertilisation croissantes
PROeffetPObesoin CAU
PROeffetPObesoindoseX
Cette démarche peut être couplée à la bande double densité pour déterminer
Cette approche nécessite des paramétrages locaux importants : besoin de
Cette démarche peut être couplée à la bande double densité pour déterminer la date du premier apport
Cette approche nécessite des paramétrages locaux importants : besoin deréseau de témoins non fertilisés Po par précédent cultural et par type desystème de culture (utilisée en Lorraine et Poitou‐Charentes) et de référencesrégionales pour le CAU
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régionales pour le CAU
Outils d’Ajustement de la Dose (OAD)( )
Méthode de bilan : prévision des fournitures azotées et de la croissance de la culture à la date du reliquat soumis aux aléas climatiquesla culture à la date du reliquat soumis aux aléas climatiques
Source : COMIFER
Ajustement de la dose (3ème apport) par des mesures de l’état
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j ( pp ) pnutritionnel en cours de culture
Outils d’Ajustement de la Dose (OAD)(OAD)
Teneur en nitrate du jus de bas de tige / pétiole :
‐ JUBIL (ARVALIS – INRA)
‐ RAMSES (IN VIVO)
PILAZO (CTIFL)‐ PILAZO (CTIFL)
Transmittance du limbe :Transmittance du limbe :
‐ HN Tester (YARA ‐ ARVALIS)
‐ DIGITES (IN VIVO)
Réflectance (teneur en chlorophylle) : ( p y )
‐ GPN Pilot (GPN)
‐ FARMSTAR (Astrium – ARVALIS – CETIOM)
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Plan prévisionnel de Fumure
Méthode du bilan : à la parcelle
D d é l t i d ti d l’ t i dDemande réglementaire de gestion de l’azote au niveau de l’exploitation (CORPEN, BGA)
Outil PPF (azote et autres éléments) Outil PPF (azote et autres éléments)
Documents de sortie
‐ Prévisionnel (Bilan CORPEN, Calcul des effluents disponible, Plan de fumure à la parcelle, Plan de fumure azote, Plan de fumure N, S, P, K, Ca, Mg, Oligo‐éléments, Prévisionnel minéral, Indicateurs agronomiques et réglementaires (pression N, BGA, % sols nus, …)
‐ enregistrement (Cahier d’enregistrement à la parcelle, des fertilisants et des phytosanitaires)
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Conclusion
Raisonnement de la fertilisation azotée
‐ méthode du bilan est la base, adaptation / simplification suivant les références expérimentales / é i lrégionales
‐ la mesure du reliquat (quand elle est possible) permet b ti ti d t k i iti l d’ t iune bonne estimation du stock initial d’azote, mais ne
représente qu’une partie du conseil final : la qualité des renseignements fournis est primordiale !g p
‐ Les outils d’ajustement de la dose sont complémentaires à la démarche du bilan, mais ne ppeuvent pas s’y substituer
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