En agriculture biologique, l'apport d'azote à
la culture est géré selon deux modes :
- augmentation des fournitures du sol par l'introduction
dans la rotation de cultures fixatrices d'azote (engrais verts, légumineuses)
- apport de fertilisants et/ou amendements organiques.
Les fumiers et composts seront apportés à l'automne avant ou
après labour, ils permettront d’assurer un apport régulier
d’azote à la plante tout en garantissant l’entretien humique
du sol ; les engrais organiques (ex : guano, vinasse, farine de plumes…),
rapidement minéralisables, seront apportés au printemps, en
couverture afin de couvrir les forts besoins instantanés.
Dans les systèmes traditionnels
associant culture et élevage, une part importante de l’azote organique
provient de fumiers et composts. La difficulté pour ajuster la fertilisation
tient à la difficulté à prévoir la cinétique
de minéralisation de l’azote issu de ces produits. Par ailleurs,
le décalage entre la minéralisation lente de ces produits et les
besoins instantanés importants du blé durant la montaison, conduit
à une mauvaise valorisation de l’azote potentiellement disponible.
Le développement des systèmes céréaliers sans élevage
a fait naître de nouvelles questions quant à la gestion de l'azote
sur la sole céréalière. La faible présence de légumineuses
dans la rotation associée à l'absence d'effluents d'élevage
conduit à l'utilisation exclusive de sources d'azote exogènes
à la ferme.
La maîtrise de la nutrition
azotée en cours de culture est un facteur déterminant vers lequel
peu de travaux ont été orientés. L'enjeu de ce programme
de recherche est de mettre au point un outil de gestion stratégique de
la fertilisation azotée de printemps du blé biologique, baptisé
AZODYN-Org. Une équipe conjointe INRA et ISARA associé à
Arvalis – Institut du Végétal a cherché à
adapter aux conditions spécifiques de la culture biologique les résultats
et les outils proposés par la recherche sur la gestion de l'azote en
agriculture conventionnelle.
Une recherche en 3 étapes
Dans une première étape,
le but a été d'analyser les variations de rendement du blé
biologique en identifiant les facteurs limitant majeurs de la production. La
méthode de diagnostic agronomique à l'échelle d'un bassin
de production, mise au point et déjà utilisée sur céréales
dans différents contextes, a permis de montrer, sur un réseau
pluriannuel de parcelles de blé biologique, que les différences
de rendement observées étaient expliquées par deux causes
majeures : l’intensité des carences azotées et la concurrence
exercée par les mauvaises herbes.
C'est pourquoi la seconde étape
du travail a consisté à adapter aux conditions de l’agriculture
biologique, le modèle dynamique de fertilisation azotée, AZODYN,
dont le but est de prédire les conséquences de différentes
modalités de fertilisation azotée sur la production et la qualité
du blé d'hiver. AZODYN est un modèle dynamique simulant le fonctionnement
du système sol-plante. Il aide à prévoir la dynamique de
fourniture d'azote par le sol, les périodes de carence et leur incidence
sur le rendement du blé et la teneur en protéines des grains.
Il est basé sur la prévision journalière des besoins de
la plante et des fournitures d'azote par le sol et les engrais. Il permet de
prédire le rendement en grains, la teneur en protéines des grains
ainsi que le reliquat d’azote minéral dans le sol après
récolte. Les travaux, menés en collaboration avec l'INRA de Laon,
ont consisté à étudier les cinétiques de minéralisation
de plusieurs engrais organiques, en conditions contrôlées puis
en station expérimentale. Ces travaux ont conduit à la mise au
point d'un module ‘‘engrais organique’’ intégré
au modèle AZODYN, dans le but de prévoir la dynamique de l'offre
en azote issu des engrais organiques et sa disponibilité pour la culture.
Le modèle AZODYN-Org a ensuite été évalué
durant deux années dans des situations contrastées.
Le dernier volet de la recherche
avait pour objectif la construction d'un outil d'aide à la décision
pour le raisonnement de la fertilisation azotée en agriculture biologique.
Cet outil devait permettre, d'une part, de sélectionner les parcelles
pour lesquelles un apport organique permettrait une amélioration de la
marge brute et/ou de la teneur en protéines des grains et d'autre part,
de définir les stratégies de fertilisation optimales en fonction
des conditions de production rencontrées. La finalité de ce travail
est d'aider les agriculteurs à faire des choix simples dans leur raisonnement
de la fertilisation organique :
- Est-il intéressant d'apporter de l'azote
en couverture ?
- Quelle dose apporter ?
- À quelle date ?
- Doit-on fractionner l'apport ?
Une meilleure connaissance des engrais organiques
Ces travaux confirment que les
engrais organiques testés (farine de plume et guano), appliqués
au printemps, sont très rapidement disponibles pour la culture.
Cependant, la part ammoniacale des engrais, variable en fonction du type d'engrais
organique, est soit rapidement disponible pour la plante, soit volatilisé
en fonction des conditions climatiques au moment de l'apport. La disponibilité
de l'azote issu des engrais organiques apparaît dépendante, d'une
part, de la croissance du végétal à la date de l'apport
et d'autre part, des conditions pluviométriques après l'apport,
induisant ou non la volatilisation de la part ammoniacale.
Le modèle AZODYN, adapté
pour tenir compte de la cinétique de minéralisation des engrais
organiques et des conditions favorables à la volatilisation d’ammoniac,
rend bien compte du bilan azoté à l'échelle de la parcelle
(somme de l'azote prélevé par la plante et de l'azote présent
dans le sol à la récolte) sur différentes situations
variant par la fertilisation azotée dans différentes conditions
pédo-climatiques.
Une bonne qualité prédictive du modèle AZODYN-Org
en conditions d’agriculture biologique
Testé dans différentes
parcelles fertilisées avec des engrais organiques, le modèle
AZODYN-org prédit correctement l'incidence des apports azotés
sur le rendement malgré une légère sous-estimation dans
le cas d'apports multiples. A l'inverse, la teneur en protéines des
grains est sensiblement surestimée par le modèle dans la plupart
des situations.
Le modèle identifie correctement les situations redevables d’un
apport d’engrais organique au printemps dans 85% des cas. Dans les situations
où l’apport d’engrais est rentable, le modèle propose
des stratégies de fonctionnement (dates d’apport, répartition
de la dose entre les apports) qui se rapprochent généralement
des stratégies sélectionnées comme optimales par l’expérimentation.
Perspective : Mettre en place un diagnostic précoce des facteurs
limitants
Ces travaux d’évaluation
mettent en évidence que la robustesse du résultat dépend
de l'importance des facteurs limitants rencontrés. Ainsi, AZODYN-org
apparaît opérationnel dans les conditions où le potentiel
de production est relativement bien prédit (+/- 20% par rapport au
rendement observé). Dans le but de prévoir ce potentiel de production
dans les parcelles biologiques, caractérisées par de nombreux
facteurs limitants, un diagnostic précoce avant apport doit permettre
d’évaluer le risque d’apparition et l’incidence probable
des facteurs limitants (adventices, compactage du sol, maladies, stress hydrique)
sur le potentiel de production. Un travail spécifique est entrepris
dans cet objectif mais n’est pas achevé.
Perspectives d’utilisation de l’outil
Cet outil sera testé sur
un nombre plus important de situations agronomiques. Actuellement, le réseau
d'essais et d'évaluation du modèle représente une cinquantaine
de parcelles répartie dans le bassin parisien, le Sud-Est et le Sud-Ouest.
Depuis 2002, de nouveaux essais ont été mis en place par les
techniciens du CREAB (32), du GAB Ile de France (92) et de la chambre d'agriculture
de l'Isère (38) afin de valider la démarche dans des contextes
pédo-climatiques différents. Les résultats de simulation
du modèle sont en cours de production dans un but opérationnel
en règles de décision simples et abaques qui pourront être
diffusées aux agriculteurs.
AZODYN-org n'a pas été développé dans le seul
but d'augmenter la marge brute parcellaire, il peut aider à répondre
aux exigences de qualité émanant de la filière par la
proposition de stratégies de fertilisation privilégiant l'augmentation
de la teneur en protéines. A terme, cet outil pourrait être utilisé
à l'échelle d'un bassin de production, en aidant les acteurs
à identifier les modes de production et les stratégies de fertilisation
les mieux à mêmes de répondre aux exigences du marché
(minoterie, biscuiterie)
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