Ces 4 choix sont en interaction pour obtenir la meilleure efficacité
d'un apport d'azote.
Formes des engrais azotés
La fertilisation combine les apports d'un large nombre de produits d'origines organique et minérale. L'agriculture biologique définit une liste restreinte de ces produits.
Les formes d'azote présentes dans les fertilisants organiques et minéraux se transforment sous l'action des microorganismes et des enzymes présentes dans le sol: minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
, hydrolyse de l'urée, nitrification. La vitesse de transformation des formes dépend à chaque étape de la température du sol, de son humidité et de son aération. (voir chapitre 3 cycle de l'azote)
- l'azote organique présent dans les fertilisants organiques évolue soit vers la fraction stable de la matière organique du sol (humus) soit vers la forme minérale, l'azote ammoniacal. Ainsi, l'azote organique des composts et plus généralement des fertilisants à Corg/Norg élevé > 10 ou 12, tend à rejoindre le stock de la matière organique du sol et minéralise très peu. A l'inverse, l'azote organique des fientes de volaille et du lisier de porc se minéralise en partie dans les mois qui suivent l'apport. Plus généralement les produits résiduaires organiques (PRO) bruts à Corg/Norg < 8 libèrent une partie de leur azote sous forme ammoniacale après l'apport.
N minéralisé en % du N organique apporté
Ce résultat est obtenu par incubation d'un mélange de terre fine avec le fertilisant organique
à température et humidité optimales pour l'activité biologique. Au champ, il faut rallonger le temps
pour tenir compte des températures réelles au sol et des périodes de sécheresse. Certains fumiers
et déchets verts à Corg/Norg élevé entrainent dans un premier temps une consommation
de l'azote minéral du sol par les micro-organismes (valeurs négatives). Ils réduisent la disponibilité
de l'azote pour les plantes.
En référence à l'ammonitrate, engrais minéral de référence, on définit le coefficient d'équivalence azote pour chaque produit résiduaire organique. Il varie selon le produit mais aussi sa période d'apport et la culture réceptrice qui en bénéficie. Il prend en compte à la fois l'azote organique minéralisable et l'azote ammoniacal présent (dans les fientes de volaille et le lisier de porc par exemple).
Coefficient d'équivalence azote selon la période d'apport et la culture
| Période d'apport | Automne | Fin d'hiver- printemps | Fin d'hiver- printemps | Fin d'hiver- printemps |
|---|
| Culture réceptrice |
Cultures d'hiver |
Cultures d'hiver |
Prairies |
Cultures de printemps |
| Fientes déshydratées |
NR sauf avant colza |
- |
- |
0,60 |
| Fumiers de volaille |
NR sauf avant colza |
- |
- |
0,50 |
| Lisier de porc* |
NR sauf avant colza |
0,60 |
0,60 |
0,60 |
| Fumier de bovin |
0,15 |
- |
0,10 |
0,30 |
| Compost de fumier de bovin |
0,05 |
- |
0,05 |
0,15 |
NR : Non recommandé
*avec rampe à pendillardpendillardDéfinition: Dispositif souple ou rigide équipant les pulvérisateurs afin de rapprocher les buses du sol. Ce dispositif permet de limiter fortement les pertes de produit par volatilisation....
s ou enfouisseurs pour limiter la volatilisationvolatilisationDéfinition: Perte d’azote, à partir du sol ou d’une matière fertilisante, par dégagement direct dans l’atmosphère de N2, d’oxyde d’azote ou d’ammoniac....
d'ammoniac
D'après IDELE, Arvalis, IFIP et ITAVI
- l'azote ammoniacal est présent dans les engrais ammoniacaux (sulfate et phosphates d'ammoniaque, nitrate d'ammonium appelé ammonitratesammonitratesDéfinition: Texte à venir......
). Il est aussi présent dans certains effluents d'élevage bruts tels que les lisiers et dans les digestats de méthanisation. Il est transformé en azote nitrique par des bactéries au cours du processus de nitrification. Les conditions de cette nitrification sont exigeantes : pHpHDéfinition: Notation qui rend compte de la concentration en ions H+ du milieu et désigne ainsi le caractère très acide (pH 4 à 5,5), acide (5,5 à 6,8), neutre (6,8 à 7,2) ou alcalin (supérieur à 7,2) d’un sol....
neutre, sol aéré et humide et température du sol >15°C.
- l'azote nitrique ou nitrate est présent dans les ammonitratesammonitratesDéfinition: Texte à venir......
et dans les engrais nitriques (nitrate de potassium, nitrate de calcium…). Il est la forme préférentiellement prélevée par les plantes. Il se trouve sous forme dissoute dans l'eau du sol. Dans certaines conditions d'excès d'eau il subit la dénitrification qui conduit à des pertes gazeuses (protoxyde d'azote N2O ou diazote N2) . (voir chapitre 3 cycle de l'azote).
Transformation des formes d'azote dans le sol
Pour réduire les pertes d'azote au cours de ces étapes de transformation, il faut combiner choix des formes d'azote dans les engrais azotés et pratiques d'apport.
Pour réduire la perte de nitrate
A la sortie de l'hiver, éviter des apports trop précoces qui pourraient être suivis d'une période pluvieuse entraînant du drainagedrainageDéfinition: Evacuation des eaux excédentaires dans le sol par gravité (drainage naturel) ou au moyen de drains ou de fossés....
et de la lixiviationlixiviationDéfinition: Processus au cours duquel l'eau de ruissellement passe au travers des pores du sol (percolation) en entraînant par dissolution certains sels, ions ou substances solubles....
. Fractionner pour reporter les apports à la période de plus fort besoin des plantes.
Après récolte, implanter un couvert intermédiaire en été ou une nouvelle culture comme le colza pour piéger le nitrate car l'activité biologique du sol continue à minéraliser de l'azote lorsque l'humidité des sols est favorable.
Les engrais azotés à libération progressive et contrôlée
Un apport d'engrais azoté minéral a pour conséquence une rapide augmentation des concentrations en azote uréique, ammoniacal ou nitrique dans le sol qui peut favoriser des pertes plus importantes par volatilisationvolatilisationDéfinition: Perte d’azote, à partir du sol ou d’une matière fertilisante, par dégagement direct dans l’atmosphère de N2, d’oxyde d’azote ou d’ammoniac....
, lixiviationlixiviationDéfinition: Processus au cours duquel l'eau de ruissellement passe au travers des pores du sol (percolation) en entraînant par dissolution certains sels, ions ou substances solubles....
ou dénitrification. Pour limiter ce risque, il est préférable de fractionner en plusieurs apports la quantité d'azote calculée par la méthode COMIFERCOMIFERDéfinition: Comité français d'études et de développement de la Fertilisation raisonnée...
. Les engrais à libération progressive et contrôlée offrent une alternative à ce fractionnement en plusieurs apports. Il en existe trois grandes formes:
FERTI-pratiques N°32 Engrais azotés, réduire les pertes, augmenter leur efficacité
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Dossier technique Gagner en efficacité avec l'azote minéral pour protéger l'environnement
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Amendements et engrais azotés utilisables en agriculture biologique
Les engrais azotés minéraux de synthèse sont interdits en agriculture biologique (ammonitratesammonitratesDéfinition: Texte à venir......
, urée, sulfate d'ammoniaque, solution azotée….). De plus les lisiers et les boues de station d'épuration sont aussi exclus alors qu'ils ont des coefficients d'équivalence engrais assez élevés. Pour fournir de l'azote aux plantes, l'agriculture biologique a recours aux légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
s pour fixer de l'azote de l'air et à des apports organiques plus réguliers. Malgré cela, la fertilisation azotée est identifiée avec le désherbage comme une des limites techniques à la productivité des grandes cultures en agriculture biologique. D'après l'INRA (2013), les rendements des blés et des orges seraient inférieurs en moyenne de 44% en agriculture biologique comparés à ceux de l'agriculture dite « conventionnelle » en France.
Cultiver plus souvent les légumineuselégumineuseDéfinition: Famille de plantes dicotylédones dont le fruit est une gousse ( pois, haricots, luzerne, trèfle, soja…)....
s pour fournir de l'azote aux céréales
Le phosphate naturel tendre, le phosphate alumino-calcique et les scories de déphosphoration sont les seuls engrais phosphatés minéraux autorisés. Le sel brut de potasse, la vinasse et les extraits de vinasse ainsi que le sulfate de potassium résultant d'une extraction physique à partir d'un sel brut sont utilisables directement ou en matière première dans des engrais composés. Le carbonate de magnésium présent dans la dolomiedolomieDéfinition: Roche essentiellement constituée de carbonate de magnésium et de calcium....
et dans d'autres amendements minéraux calco-magnésiens est utilisable mais pas la chaux magnésienne qui subit une cuisson. Enfin la kiesérite d'origine naturelle est utilisable mais pas le sulfate de magnésium obtenu par réaction chimique.
Augmenter la minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
de l'azote par des apports réguliers de matière organique
L'apport fréquent de composts, fumiers et autres amendements organiques permet d'augmenter progressivement la teneur en matière organique du sol. Il en résulte un accroissement de la minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
de l'azote qui devient significatif à long terme. Cependant, la minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
dépend du climat (température et humidité du sol) et peut s'avérer trop tardive certaines années pour répondre aux besoins des cultures, en particulier des cultures d'automne (colza, blé tendre, orges…).
Utiliser des engrais organiques azotés « utilisables en agriculture biologique »
Certains engrais organiques rapidement minéralisables (Corg/Norg <8) peuvent être utilisés en Agri Bio: guanos, fumiers de volaille et fientes en provenance d'exploitations bio ou conventionnelles, vinasses de betterave, poudres de viande ou de plume, sang séché… La mention «utilisable en agriculture biologique conformément au règlement (CE) n°834/2007» figure sur l'étiquette et/ou sur la facture du produit. Le fournisseur ou le metteur en marché doit prouver que la composition du produit est conforme à l'annexe I du règlement (CE) n° 889/2008.
Fiche FERTI-pratiques N°31 – Fertiliser en agriculture biologique ▶ Télécharger
Fractionnement de l'apport d'azote par culture
Rapprocher l'apport d'azote en fonction du besoin des plantes permet de gagner en efficacité.
La dynamique des besoins en azote de la culture est connue par sa courbe d'absorption, celle de la minéralisationminéralisationDéfinition: Transformation de la matière organique qui conduit à la formation de sels minéraux où les éléments fertilisants deviennent solubles et accessibles aux plantes....
de l'azote du sol est plus variable selon le climat. En rapprochant ces deux courbes, on peut faire le choix de plusieurs dates d'apport pour alimenter une culture comme un blé d'hiver dans l'exemple. Une stratégie en trois apports est classique. Cependant, il est possible de réduire à deux apports avec l'utilisation d'engrais azotés à libération progressive et contrôlée ou d'augmenter à quatre apports pour mieux assurer la nutrition azotée de fin de cycle qui conditionne la teneur en protéine obtenue dans le grain.
Courbe des besoins du blé et fractionnement en 3 apports d'azote minéral,
en complément de l'offre du sol, pour un objectif de rendement de 100q/ha
Source : COMIFERCOMIFERDéfinition: Comité français d'études et de développement de la Fertilisation raisonnée...
1996 - Calcul de la fertilisation azotée des cultures annuelles (7)
La stratégie de fractionnement en deux ou trois apports s'applique aussi à d'autres cultures d'automne (colza, orge d'hiver) et de printemps (orge de printemps, maïs). Le fractionnement permet généralement d'améliorer le coefficient d'utilisation de l'azote de l'engrais.
Ces techniques permettent d'apporter les éléments nutritifs avec l'eau d'irrigation. Un apport hebdomadaire ou bi-hebdomadaire est possible avec une solution nutritive complète et ajustée par élément en fonction de l'âge de la culture. Une pompe doseuse et un système précis d'irrigation assure une distribution de l'engrais pied par pied en cultures légumières et fruitières.
L'incorporation de certains engrais azotés minéraux ou organiques au sol est un moyen de limiter le risque de volatilisationvolatilisationDéfinition: Perte d’azote, à partir du sol ou d’une matière fertilisante, par dégagement direct dans l’atmosphère de N2, d’oxyde d’azote ou d’ammoniac....
d'ammoniac. La volatilisationvolatilisationDéfinition: Perte d’azote, à partir du sol ou d’une matière fertilisante, par dégagement direct dans l’atmosphère de N2, d’oxyde d’azote ou d’ammoniac....
se produit à partir des formes uréique et ammoniacale présentes dans des engrais minéraux et des produits résiduaires organiques (lisiers, digestats de méthanisation, fientes et fumiers frais…).
L'incorporation au sol des fertilisants azotés organiques et minéraux est aussi intéressante pour placer ces éléments à une profondeur de 5-10 cm plus humide et mieux explorée par les racines qu'en surface. Cependant, si l'on réduit le risque de perte d'ammoniac, on peut l'augmenter du côté de la perte de protoxyde d'azote par dénitrification en condition d'excès d'eau.
L'incorporation est facilement réalisée dans les dernières préparations lorsque l'engrais est apporté avant le semis. Elle est possible moyennant un matériel adapté pour enfouir l'apport dans l'inter-rang de cultures à grand écartement type maïs ou près du rang de plantation en vignes et en arbres fruitiers. L'engrais est soit enfoui, soit apporté avec une irrigation qui permet de dissoudre l'engrais et d'infiltrer l'eau et l'azote.
Au stade 6-8 feuilles du maïs, le deuxième apport d'azote est plus efficace s'il est incorporé en ligne dans l'inter-rang par un coutrecoutreDéfinition: A l'origine un élément de charrue, le coutre tranche perpendiculairement la terre qui doit être renversée et la séparer de la partie non labourée. Il peut être creux et associé à un distributeur d'engrais pour réaliser une localisation profonde, on parle de coutre enfouisseur....
ou un disque afin d'éviter la volatilisationvolatilisationDéfinition: Perte d’azote, à partir du sol ou d’une matière fertilisante, par dégagement direct dans l’atmosphère de N2, d’oxyde d’azote ou d’ammoniac....
de l'ammoniac. Cette opération peut être réalisée avec le binage ou avec un localisateur d'engrais utilisable sur d'autres cultures comme le tournesol, le sorgho et les cultures légumières.
La localisationlocalisationDéfinition: Action de placer l'engrais dans une zone bien définie :
Localisation « starter » en ligne à quelques cm de la semence et de la surface du sol
Localisation profonde dans l'inter-rangs, dans la zone de prospection des racines avec l'utilisation d'un coutre enfouisseur.
...
de l'engrais dans ou à proximité de la ligne de semis de la culture améliore l'efficience de la fertilisation particulièrement pour l'azote lorsqu'il présente un risque de perte d'ammoniac ainsi que pour le phosphore peu mobile. La quantité d'engrais apportée par localisationlocalisationDéfinition: Action de placer l'engrais dans une zone bien définie :
Localisation « starter » en ligne à quelques cm de la semence et de la surface du sol
Localisation profonde dans l'inter-rangs, dans la zone de prospection des racines avec l'utilisation d'un coutre enfouisseur.
...
ne représente qu'une partie de l'apport. En effet les besoins quantitatifs sont faibles aux premiers stades des cultures. Le choix de la forme d'engrais et de la quantité d'azote prend en compte :
- les besoins de la culture aux premiers stades
- les autres éléments associés comme le phosphore
- le risque de perte d'ammoniac
L'Institut technique de la betterave recommande par exemple la localisationlocalisationDéfinition: Action de placer l'engrais dans une zone bien définie :
Localisation « starter » en ligne à quelques cm de la semence et de la surface du sol
Localisation profonde dans l'inter-rangs, dans la zone de prospection des racines avec l'utilisation d'un coutre enfouisseur.
...
de l'engrais azoté (solution azotée) au semis des betteraves sucrières avec une légère réduction de dose pour tenir compte d'une meilleure utilisation de l'azote.
FERTI-pratiquesN°30 Localisation d'engrais en ligne ▶ Télécharger
Des équipements embarqués de proxi-détection comme N Sensor® ou le logiciel SatScan mesurent en temps réel la réflectanceréflectanceDéfinition: Rapport du rayonnement réfléchi par une surface foliaire, au rayonnement incident reçu....
La modulation de la dose d'azote au 3ème apport sur blé réalisée par le N Sensor® fait ressortir sur la gauche les zones ayant reçu des lisiers, lors des premiers apports 