LOCALISATION DE LA FERTILISATION, MAINTENANT UNE ÉVIDENCE

Frédéric Thomas, TCS n°61 - janvier/février 2011 -



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Depuis quelques années, nous avons souvent évoqué la localisation de la fertilisation comme une technique potentiellement intéressante et complémentaire à la simplification du travail du sol et plus particulièrement au semis direct. Aujourd’hui, grâce à la multiplication des expériences et des observations associées à une meilleure connaissance des interactions entre non-travail du sol, couverts végétaux et disponibilité en nutriments mais aussi avec l’arrivée sur le marché d’engrais plus « techniques  » et mieux adaptés à nos pratiques, déposer tout ou partie de la fertilisation au semis avec ou à proximité de la graine est maintenant une évidence. Outre une solution pour prolonger les économies d’engrais et de passages, la localisation de la fertilisation est en train de devenir un moyen habile pour sécuriser les implantations et surtout le démarrage des cultures jusqu’à jouer un rôle majeur dans la gestion du salissement. Ainsi, dans ce dossier nous avons volontairement occulté la présentation de dispositifs et de modes de positionnement de la fertilisation souhaitant concentrer l’analyse sur les intérêts, bénéfices et pistes de progrès que cette pratique peut apporter dans les systèmes et itinéraires AC.

Normalement, la fertilisation sert à corriger les carences et les déséquilibres en termes de nutriments d’un sol et à compenser les exportations pour les éléments non renouvelables. Avec des couverts végétaux performants, une plus grande diversité de cultures et le retour à des sols biologiquement actifs, la simplification du travail du sol concourt à mieux conserver et à améliorer la disponibilité des éléments minéraux, ce que nous traduisons souvent par le développement du volant d’autofertilité. Cependant, limiter la minéralisation et reconstruire un statut organique favorable au bon fonctionnement du sol et de sa fertilité entraînent notamment, lors des premières années de transition, des préhensions d’éléments qui deviennent momentanément indisponibles pour les cultures. Ce retrait sera d’autant plus fort et brutal que le degré de simplification est important et que la fertilité du sol au départ est moins performante. Cependant, avec le années et le recul, les éléments retenus dans la matière organique se trouvent progressivement restitués ce qui améliore la disponibilité et réduit d’autant les besoins d’une fertilisation externe. Cette dynamique dans le temps entre une période de potentielle restriction et le retour sur investissement peut s’étaler, sous nos climats, sur 6 à 10 ans selon l’intensité des pratiques, le statut organique du sol, la présence d’effluents d’élevage et/ ou de légumineuses. À l’échelle de l’année, ce même différentiel prévaut par rapport à un système travaillé conventionnellement.

Même avec un sol qui fonctionne bien et une autofertilité retrouvée, la minéralisation accompagne souvent très bien voire beaucoup mieux les cultures en végétation après des démarrages souvent plus lents et plus difficiles. Si anticiper les apports est devenu une pratique assez courante pour compenser le manque de fertilité du départ, la localisation de tout ou partie de la fertilisation peut être également le moyen de contourner cette difficulté.

L’azote : un cas d’école

L’azote est un élément indispensable, fortement consommé par les plantes mais aussi retenu par la matière organique. Il faut savoir qu’1 point de matière organique représente entre 2 000 et 2 500 kg de N stocké en association avec le carbone. C’est donc certainement la dynamique de cet élément qui est la plus influencée par les pratiques qui limitent la minéralisation comme la simplification du travail du sol et qui piègent de grandes quantités de N sous forme de biomasse comme les couverts. En revanche, il s’agit d’un élément très lessivable et sa conservation sous forme organique est le seul moyen de fortement endiguer les risques de pertes mais aussi de pollution tout en améliorant sa disponibilité. En complément, l’azote est l’un des seuls nutriments, hormis le carbone, l’oxygène et l’hydrogène, qui peut rentrer dans le système par d’autres voies que la fertilisation et en quantité non négligeable avec la fixation symbiotique : un levier important qu’il ne faut nullement négliger surtout en AC. Enfin, avec l’augmentation des stocks sous forme organique que nous appelons communément PEA (plan d’épargne en azote), la disponibilité va croître progressivement avec des flux beaucoup mieux adaptés aux besoins des cultures et en association à d’autres éléments améliorant de fait l’efficacité et donc le coefficient d’utilisation. Cependant, et même si avec le redéploiement de l’autofertilité il est possible de réduire de manière très significative les besoins en termes de fertilisation azotée, le niveau de fertilité autour de la graine et de la jeune plante sera toujours très inférieur à une situation travaillée, sous nos climats « froids et frais » et avec des sols encombrés de pailles et de résidus très carbonés. C’est donc avant tout l’azote qu’il faut apporter au de semis afin de corriger ponctuellement ce différentiel de fertilité même si le niveau du sol peut subvenir à l’ensemble des besoins par la suite.

Important aussi pour d’autres éléments Lorsque l’on parle localisation de la fertilisation on pense généralement phosphore. Cependant, en simplification du travail du sol, hormis dans les sols très calcaires où il est plus que judicieux de continuer de le localiser proche de la culture afin d’améliorer l’efficacité des apports, la simplification du travail du sol, contrairement au labour, tend à concentrer cet élément en surface dans le mulch et la matière organique. Ainsi les jeunes radicelles se retrouvent automatiquement dans une zone enrichie naturellement en P mais aussi en activité biologique (mycorhizes) qui vont faciliter son absorption. La localisation de phosphore est certainement moins un enjeu en AC qu’en travail du sol traditionnel même si cette pratique peut être un moyen simple et peu coûteux d’apporter la fertilisation de la culture.

C’est un peu la même approche pour la potasse dont la disponibilité profite de la présence de mulch et de l’enrichissement de la surface en matière organique. En revanche, le soufre est un élément qui marque de plus en plus. D’une certaine manière, il suit les mêmes circuits que l’azote dont il influence énormément l’assimilation. Aussi lessivable (moitié moins rapidement que l’azote), il est également fortement retenu par la matière organique ce qui peut accentuer les scénarios de faim en S, d’autant plus que les apports atmosphériques gratuits grâce à la pollution ont été fortement jugulés et risquent de continuer de l’être à l’avenir.

Ainsi, et plus que du P et du K, c’est certainement du S qu’il faut associer avec N dans les compositions d’engrais en vue d’une localisation. Enfin, il ne faut pas oublier ici la partie Ca, Mg et aussi la maîtrise de l’acidité dans l’environnement de la graine.

En matière de localisation, il faut également raisonner qualité physique, biologique et chimique du sillon et de la zone de colonisation précoce des racines. Ainsi dans des sols qui ont besoin d’un entretien mais aussi dans le cas de soucis d’acidification de surface qui peut être assez courant dans les premières années du passage au non-labour, l’enrichissement du sillon en bases peut être un moyen habile de corriger la situation et d’assurer un bon démarrage sans passer par des épandages massifs.

Quid pour les oligo-éléments ?

C’est le même raisonnement que nous appliquons aux oligo- éléments. Normalement l’enrichissement de la surface en matière organique issue de plantes et de couverts qui explorent, remontent et redéposent à la surface tous les éléments concourt à en améliorer la disponibilité. Cependant, en sol faiblement pourvu, le passage sous forme organique peut induire une carence dans un premier temps. Enfin, en matière de fertilité fine comme pour le reste des éléments, hormis pour l’azote qui peut être injecté dans le système par les rhizobiums, le développement de sols plus organisés et performants avec une meilleure autofertilité ne compensera pas les exportations et ne corrigera pas les carences vraies. C’est d’ailleurs dans ce domaine, assez largement laissé de côté, que la fertilisation doit s’investir aujourd’hui afin de retrouver des équilibres perdus pour des végétaux et des cultures plus saines.

Comme il est souvent difficile d’avoir une idée précise du statut « chimie fine » du sol, voire coûteux de compenser des défauts éventuels, localiser les éléments les plus indispensables à la culture proche de la graine semble un moyen simple d’assurer un bon équilibre sans prendre de risque. Enfin et au-delà de l’approche très « chimiste » qui prévaut en matière de localisation, il est certainement important et judicieux de penser à des produits favorisant l’activité biologique comme des supports organiques, du sucre ou de la mélasse, des bio-stimulateurs, des bactéries, des mycorhizes, des rhizobiums, etc. L’objectif étant de faire du milieu dans lequel va germer et commencer à se développer la culture, non seulement le milieu le plus fertile chimiquement mais aussi le plus dynamique et le plus vivant de la parcelle afin que cette fragile plantule ne manque de rien et acquiert suffisamment de force pour s’installer et commencer à coloniser l’environnement sol qui devra subvenir au reste de ses besoins.

En d’autres termes, avec la localisation de la fertilisation, on se dirige progressivement vers des engrais complets enrichis en oligo-éléments et pourquoi pas en activateurs biologiques : des produits beaucoup plus techniques.

Gagner en efficacité et en précision pour limiter les apports

En TCS et SD tout apport d’engrais déposé en surface est d’abord intégré dans le mulch et par une partie de l’activité biologique avant d’être progressivement restitué au reste du sol. Si ce phénomène est intéressant en matière de conservation des éléments et entre autres les éléments très sensibles au lessivage, cet avantage notable limite cependant l’instantanéité que l’on peut attendre de certains apports. En franchissant cette barrière et en positionnant les éléments à proximité des racines, la localisation permet de contourner habilement cette contrainte.

De plus, la localisation de la fertilisation autour de la ligne de semis permet d’augmenter significativement la fertilité au niveau des racines des cultures proportionnellement à l’écartement des rangs sans avoir à augmenter les apports voire en les réduisant. Ainsi et avec moins d’engrais la perception des cultures (fertilité équivalente), dans un premier temps, sera identique voire supérieure que si tout le sol était fertilisé de manière homogène. C’est aussi une astuce pour faire des impasses sans risque en garantissant un minimum syndical.

La localisation est enfin le moyen le plus efficace de limiter les pertes par volatilisation notamment pour l’azote et par conséquent les risques d’émission de gaz à effet de serre de type NOx.

L’ensemble de ces éléments concourt donc à l’amélioration de l’efficacité et par conséquent à une réduction significative des besoins en engrais comme des passages d’ailleurs.

Une assurance démarrage Une levée rapide et homogène est un des objectifs majeurs de production et l’ensemble des cultures doit pouvoir bénéficier dès le départ de conditions de croissance favorables. Si la structure et la température du sol sont des facteurs centraux, la disponibilité d’éléments nutritifs équilibrés à proximité immédiate de la plantule joue également un rôle non négligeable. En TCS et surtout en SD, la localisation de la fertilisation peut être considérée comme une assistance pour l’installation de la culture. Les risques de sous-fertilité au départ seront bien entendu d’autant plus importants que le précédent est pailleux et/ou le couvert ne contient pas une proportion significative de légumineuses et qu’aucun travail du sol ni même un mulchage n’est prévu. Cependant, et quelle que soit la situation, le précédent et/ou le couvert, les risques sont toujours existants et la « surfertilisation » ponctuelle au semis sera toujours une assurance « toutes faims » peu coûteuse puisque les éléments apportés ne seront jamais vraiment perdus ; ils devront seulement être retirés de la fertilisation globale prévue pour la culture. Par ailleurs, une plante qui démarre mieux et plus rapidement luttera toujours mieux contre des ravageurs comme les limaces ou tout autre stress.

Les sols souvent froids et humides au printemps ralentissant la minéralisation, la localisation de la fertilisation s’impose avec des plantes à cycle très court que ce soit pour les orges, les betteraves, les maïs et les tournesols.

Pour ce qui est des cultures d’automne, même si elle ne semble pas indispensable, elle peut cependant être intéressante notamment dans le cas d’un précédent (maïs), de repousses (colza) ou d’un couvert qui peuvent avoir en grande partie vider la minéralisation automnale. C’est le moyen, avec de petites doses (5 à 10 kg N/ha), de doper une installation souvent lente, de prendre moins de risques à reculer légèrement le semis pour gagner en désherbage mais aussi à retarder le premier passage d’azote au printemps et ainsi réduire la dose totale apportée sur la culture. Les dérobées et les couverts, venant systématiquement après des cultures qui ont consommé toute la fertilité, qui plus est sont implantés en conditions sèches avec beaucoup de résidus en surface, sont certainement les implantations qui nécessitent le plus une localisation.

Encore une fois, celle- ci peut soutenir une bonne installation en attente de la minéralisation d’automne que les plantes pourront d’autant mieux valoriser qu’elles sont bien installées.

Enfin dans les scénarios de fertilisation et surtout de localisation, nous oublions souvent les légumineuses qui sont censées s’autosuffire. Ce qui est en partie vrai pour l’azote ne l’est certainement pas pour les autres éléments dont le manque peut agir comme un frein au démarrage. Même une légère carence ponctuelle d’azote peut être un handicap pour ces plantes qui ne sont pas autonomes à 100 %. Il leur faut aussi trouver suffisamment d’azote dans le sol, dans un premier temps, afin de mettre en place leur feuillage pour capter et transférer l’énergie nécessaire ensuite à la fixation symbiotique. Cette méconnaissance du fonctionnement des légumineuses explique certainement une partie des déboires que nous pouvons rencontrer et la localisation d’une fertilisation « starter » est certainement un moyen de contourner cette difficulté.

Leurrer les plantes et les cultures sur la fertilité de leur environnement

Le sevrage est une étape physiologique très critique où la plantule passe des réserves en nutriments de la graine auxquelles elle à un accès direct sans concurrence à celles du sol qu’elle doit extraire et qui peuvent être convoitées par de nombreux autres acteurs. Par ailleurs, il semblerait que dès ses premiers stades autonomes la plante analyse déjà l’environnement dans lequel elle commence à se développer et entre autres la fertilité du milieu.

Cela lui permet de déterminer très tôt le nombre de talles et/ ou de grains qu’elle va mettre en place, une production qu’elle estimera possible d’emmener jusqu’à maturité complète. Vu sous cet angle, une sous-fertilité ponctuelle au départ sera toujours un handicap difficile à rattraper alors qu’une surfertilité localisée peut être assimilée à un moyen de leurrer ponctuellement la culture sur le potentiel du milieu et de s’assurer qu’elle place l’objectif de rendement suffisamment haut.

Préserver et encourager la vie du sol

La fertilisation conventionnelle, dont le raisonnement s’appuie essentiellement sur les besoins des plantes en nutriments, considère le sol comme une forme de réservoir mais ne tient pas compte des orientations, des perturbations voire des impacts négatifs que certains engrais peuvent occasionner sur l’activité biologique. Les engrais azotés sont, par exemple, reconnus pour leurs actions minéralisantes en orientant plus le sol vers une activité biologique plutôt de type bactérienne. La présence de grandes quantités d’éléments « solubles » limite, contourne voire inhibe le développement et le travail d’acteurs intéressants comme des bactéries libres fixatrices d’azote ou des mycorhizes dans le cas du phosphore pour ne citer que les plus connues. Cette activité biologique, si elle n’est pas perturbée, peut capter et/ ou mobiliser des réserves déjà présentes dans le sol et soutenir l’alimentation des cultures. Ainsi un apport localisé pourra subvenir aux besoins précoces et complémentaires tout en laissant libre cours aux autres acteurs et fonctions naturelles intervenant dans l’alimentation des cultures dans le reste de la matrice sol.

Enfin, limiter les apports à la surface du sol, surtout pour l’azote, c’est également réduire le carburant qui permet d’accélérer la décomposition du mulch qui sera préservé et on pourra donc profiter de ses avantages plus longtemps.

Un outil supplémentaire pour faire pression sur le salissement

Au-delà des aspects purement fertilisation, la localisation de la fertilisation ouvre d’autres pistes et idées innovantes. Au niveau de la gestion du salissement, c’est le moyen de fertiliser de manière spécifique la culture et de contrôler et/ou d’accentuer les phénomènes de concurrence plutôt que de fertiliser l’ensemble du sol et donc nourrir et renforcer des adventices qui seront d’autant plus coriaces à éliminer par la suite qu’elles sont bien implantées et développées. L’expérience d’H. Sergent (à lire en fin de dossier) est à ce titre très intéressante et nous apporte une avancée significative en matière de gestion du salissement notamment dans les itinéraires AB. Elle démontre nettement que les nutriments et principalement l’azote sont au centre des principes de compétition et de concurrence entre plantes.

Ainsi, la localisation de la fertilisation sera d’autant plus performante sur la gestion du salissement que l’on se situe dans un milieu avec une faible disponibilité en azote comme en AB mais aussi en SD sous couvert : la cohérence est ici encore une fois conservée. Bien qu’il ne s’agisse pas d’un moyen de désherbage vu comme tel, cette approche peut devenir un outil important à intégrer dans l’ensemble des stratégies de gestion du désherbage. Par ailleurs et au-delà de la gestion du salissement, la localisation de tout ou partie de la fertilisation peut aussi devenir un outil intéressant pour piloter les compétitions et/ou dominances entre cultures ou cultures et couverts comme dans le cas de plantes associées avec le colza par exemple. Un moyen complémentaire de continuer de progresser dans cette direction et d’optimiser les associations.

Où et quoi positionner ?

Théoriquement le plus proche est le mieux mais le positionnement est en fait un compromis entre la recherche de la meilleure efficacité, la limitation des risques de brûlure et de toxicité mais aussi de faisabilité mécanique et technique. S’il est souhaitable de positionner la majorité des besoins de la culture au moment du semis, les formes trop solubles, facilement assimilables trouvent rapidement leurs limites en troublant la germination mais aussi en perturbant les équilibres chimiques et biologiques de cette zone « nourricière ».

En fait, moins l’engrais comportera de risque, plus il sera facile de le rapprocher voire de le mélanger aux graines dans la ligne de semis.

Si l’engrais n’est plus avec les graines, le meilleur positionnement théorique est en dessous de la ligne de semis où les racines vont rapidement le trouver par géotropisme. Cependant, cette solution de positionnement n’est pas la plus répandue car ce type de placement peut perturber, lisser le sillon et altérer la précision du placement des graines. C’est pour cette raison que beaucoup de constructeurs préfèrent positionner la fertilisation avec un décalage latéral soit légèrement plus profond ou au même niveau que les graines. D’autres, pour simplifier les équipements, vont même jusqu’à déposer l’engrais dans le flux de terre au-dessus de la ligne de semis.

Cependant, grâce à nos expériences et notre niveau de connaissance, il semble aujourd’hui plus logique de conserver des machines de semis et des dispositifs de mise en terre simples et de positionner l’engrais dans la ligne de semis.

Plus que les outils, la solution du positionnement idéal est avant tout dans l’engrais qui doit évoluer vers des produits plus complets et beaucoup plus doux. Ainsi des fertilisants avec une base organique (tourteaux, farines de plume, farines d’os, guanos, fientes, composts, etc.) mis en bouchon semblent une piste très intéressante associant de nombreux avantages. En apportant les éléments sous forme organique, les risques de fonte de semis sont fortement limités et le relargage, forcément plus diffus et sans à-coup, accompagnera beaucoup mieux les besoins de la culture dans la durée. Un support organique, bien que moins dosé en NPK sera toujours beaucoup plus riche en minéraux et oligo-éléments divers mais aussi en acides aminés, hormones et autres substances nutritives indispensables que la majorité des engrais classiques n’apporte pas.

De plus, ces types de produits sont plutôt des dopeurs d’activité biologique et des améliorateurs de structure, autant d’impacts qui seront toujours plus favorables à l’installation de la culture dans le milieu sol. Enfin les produits organiques, bien qu’ils puissent faire de la poudre, sont beaucoup moins hygroscopiques et moins corrosifs ce qui facilite leur utilisation. En revanche, souvent moins dosés, ils peuvent demander des quantités/ha plus importantes ce qui peut alourdir la logistique et ralentir les chantiers.

L’enrobage est aussi une forme de localisation

Si aujourd’hui la majorité de l’enrobage est plus orienté « protection des cultures », il est aussi possible de le raisonner et de l’utiliser comme une microfertilisation positionnée très précisément autour de la graine. Là encore une beaucoup moins grande quantité aura un impact équivalent/ha intéressant. Si cette pratique relativement courante dans les pays d’Amérique du Sud où les agriculteurs n’hésitent pas à enrober leurs semences avec des liqueurs sucrées associées à des oligo-éléments et autres activateurs biologiques, elle est encore peu répandue chez nous. Cependant cette approche est certainement une piste intéressante qui, sans apporter de grandes quantités et avoir un réel effet de fertilisation, sécurise et stimule un meilleur départ sans contrainte technique particulière au moment du semis hormis la préparation des semences en amont.

Localiser tout ou partie de la fertilisation à proximité des cultures est aujourd’hui une évidence

en TCS et SD. Cette stratégie est le moyen simple et économique de limiter largement les « inconvénients  » de la réduction de minéralisation ponctuelle induite par la suppression du travail du sol sous nos climats. En complément, fertiliser au semis, hormis pour des corrections majeures, peut devenir le pilier de la fertilisation afin de réduire encore plus les interventions, les doses apportées et donc les coûts tout en sécurisant l’installation des cultures. De plus, avec l’arrivée d’engrais qui ne seront plus seulement une ressource en éléments minéraux mais des produits positifs à actions multiples sur l’environnement, il sera possible de doper le démarrage des cultures et de les accompagner et les aider à s’imposer sur le milieu. Enfin, la localisation de la fertilisation est un nouveau secteur de recherche, d’innovation et de progrès pour sécuriser les itinéraires AC mais aussi améliorer leur efficacité et renforcer leur cohérence.

UN MOYEN DE FAIRE PRESSION SUR LE SALISSEMENT EN AB : HENRI SERGENT (91)

H. Sergent, TCSiste et SDiste de l’Essonne, était confronté comme ses voisins au développement de résistances aux herbicides des graminées et entre autres du ray-grass. Plutôt que de persister dans la voie de la chimie, il a pris la direction opposée en décidant de passer en bio en 2009 sans pour autant souhaiter remettre beaucoup de travail du sol dans son système. Pour gérer le salissement, il envisageait une rotation plus longue, des associations de cultures, des couverts agressifs, le roulage mais également la localisation de la fertilisation. L’objectif était de nourrir les cultures mais aussi de leur donner le maximum de dominance afin d’éviter d’avoir trop à lutter mécaniquement contre le salissement, une pratique qui représente un coût supplémentaire non négligeable mais aussi un non-sens lorsque l’on cherche à limiter le travail du sol.

Ainsi, à l’automne 2009, il a localisé dans la ligne de semis 275 kg/ha d’un engrais organique « Orgaliz B » qui titre 9-9-0,5. Cette application qui ne représente qu’une fertilisation azotée totale de 25 kg N/ha correspond cependant à une fertilisation sur la ligne de semis équivalente à 125 kg de N/ha. En fait, cette dose est la quantité maximale que peut distribuer son semoir Bertini sans modification. La localisation n’a eu aucun impact à la levée mais progressivement à l’automne et surtout à la reprise de végétation, la céréale a profité de l’engrais qui s’est minéralisé lentement pour démarrer plus rapidement et dominer ensuite la situation même dans des parcelles fortement infestées de graminées. À la récolte, les cultures étaient non concurrencées par le salissement malgré un écartement entre lignes de 25 cm et le rendement moyen de 4,7 t/ha sur 43 ha a conforté H. Sergent dans son orientation AB en SD avec localisation de l’engrais.

Ainsi, dès le printemps dernier, un maïs semé à 50 cm d’écartement a été fertilisé sur le rang avec 105 kg/ha d’Orgaliz B et 18 kg/ha de Guano pour un super démarrage. À l’automne dernier, les colzas et toutes les céréales ont été systématiquement fertilisés avec les 275 kg/ ha d’Orgaliz B. Comme l’automne passé, les cultures sont en train de prendre le dessus sur le salissement qui est cependant moins présent cette année après un double mulchage. Derrière pois, une parcelle a même été semée en direct après simplement le roulage des repousses.

« C’est surprenant de voir comment elle est restée propre  », commente H. Sergent qui, bien que convaincu de son orientation, reste surpris du résultat.

Enfin et pour les betteraves qui seront implantées après un strip-till végétal, l’agriculteur envisage de positionner en localisé 120 kg/ha de Guano (11-6-2), une formulation plus riche en azote uréique qui se libère plus rapidement pour mieux suivre les besoins des cultures de printemps. « Même si cette opération de fertilisation localisée ralentit fortement le débit de chantier au semis, j’économise beaucoup de temps par la suite en supprimant toutes les interventions de binage en culture et je valorise beaucoup mieux une fertilisation de qualité mais coûteuse. Avec peu de recul mais malgré tout des premiers résultats vraiment convaincants, il ne faut plus me parler de fertilisation en plein », conclut ce SDiste en AB.

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