ENJEUX

ORIGINE DE L’AZOTE DISPONIBLE A LA LIXIVIATION

Etant impossible d’influencer l’intensité du drainage, l’unique solution, pour limiter les pertes, consiste à limiter la quantité d’azote disponible durant la période de drainage. Différents processus ont lieu pendant l’interculture contribuant à augmenter ou diminuer le stock d’azote disponible (Figure 1) :

• L’excédent de fertilisation
  Qu’il se produise suite à une mauvaise estimation de la dose d’engrais ou suite à la réalisation d’un rendement au deçà des espérances, 40 % de l’excès de fertilisation alimente le stock d’azote du sol à la récolte du précédent. A l’inverse, un défaut de fertilisation, par la réalisation d’un rendement supérieur aux prévisions, ne réduit pas le stock d’azote du sol à la récolte par rapport à une situation fertilisée à l’optimum (Beaudouin et al., 2006). Après une céréale d’hiver, les niveaux de reliquat les plus couramment observés sont compris entre 40 et 60 kg de N par hectare (45%). Le reste se réparti entre 60 et 140 kg de N (Figure 2)

• La minéralisation de l’humus du sol
  La minéralisation de l’humus est un processus qui se produit tout au long de l’année mais dont l’intensité varie selon les conditions du milieu (température, humidité) et le contexte de la parcelle. Il détermine la vitesse de minéralisation potentielle (Clivot et al. 2017). D’après l’auteur, les facteurs prépondérants sont le stock d’azote organique (+), le taux d’argile (-), le pH (+) et le C/N du sol (optimum à 11). Cette vitesse de minéralisation potentielle est ensuite modulée par les conditions du milieu (température et humidités). Ces dernières sont particulièrement propices la fin de l’été et au début de l’automne car le sol, encore chaud, se réhumecte de manière importante.

• L’effet direct des apports de produits organiques épandus en fin d’été ou au cours de l’automne
  Une large gamme de produits organiques peuvent être épandus sur les parcelles durant l’interculture. Selon leur composition et donc leur indice de stabilité ceux-ci vont avoir une valeur plutôt amendante (accroître le stock de matière organique) ou plutôt fertilisante (apporter de l’azote à la culture suivante). A court terme, la quantité d’azote disponible issu des produits organiques est constituée de la fraction minérale de l’azote qu’il contient ainsi que celui libéré durant les premières semaines de minéralisation. La vitesse de minéralisation du produit organique augmente avec sa teneur en azote organique et l’importance de la fraction soluble et diminue ave la teneur en lignine et en cellulose (Lashermes et al. 2010). Seuls entre 16 et 32% de la fraction disponible des apports sont absorbés par la culture intermédiaire. Le reste est immobilisé par les micro-organismes du sol ou perdu par lixiviation ou volatilisation (Merbach et al. 1997).
  
  
• La décomposition des résidus de culture
  Après une céréale à paille, la décomposition des résidus provoque l’organisation de 20 à 25 unités d’azote lorsque celles-ci sont restituées (Beaudouin et al., 2006). En effet, pour dégrader ces résidus pauvres en azote, les bactéries présentes dans le sol vont utiliser l’azote minéral présent dans le sol. Les résidus d’autres précédents, plus riches en azote (légumineuses notamment), peuvent contribuer à enrichir le sol en azote minéral au cours de leur décomposition.
  
  
• La minéralisation des résidus de la culture intermédiaire
  Dès leur destruction les résidus de culture intermédiaire amorcent leur dégradation. Selon la nature des résidus enfouis (leur ratio C :N principalement), celle-ci peut conduire soit à une organisation de l’azote du sol soit à une minéralisation. A court terme, des résidus enfouis avec un ratio C/N inférieur à 20 contribuent à enrichir le sol en azote minéral dont une partie pourra être lixiviée si la destruction est intervenue bien avant la période de drainage. L’ensemble des mécanismes et des références présentées jusqu’alors ont été mis en forme dans un outil. Vous pouvez donc estimer la quantité d’azote disponible en interculture grâce à 🧰 l’outil bilan N simplifié interculture 🧰

LES CULTURES INTERMEDIAIRES : SEUL LEVIER EFFICACE

Les couverts d’interculture permettent de réduire la quantité d’azote minéral du sol durant la période de drainage (Tableau 2).

Tableau 2 : Reliquat entrée hiver moyen par modalité et par lieu (Essais maintien de couverts 2017 et 2018)

Melange	Essai 1	Essai 2	Essai 3
Sol nu	47	90	85
Moutarde blanche	25	25	36
Phacélie-Vesce velue	26	35	34
Avoine rude - Féverole - Trèfle incarnat - Vesce	31	-	33
Moutarde d Abyssinie - Pois fourrager	33	-	39

Les cultures intermédiaires constituent le levier le plus important pour réduire les pertes de N et semblent plus efficaces que la réduction de la fertilisation (Figure 4).

L’étude de la bibliographie indique une réduction en moyenne de 60 % de la quantité d’azote lixivié avec des couverts de graminées et de 70 % avec des couverts de crucifères (Justes et al., 2012).

LES PISTES POUR EN MAXIMISER LES EFFETS

TRAVAUX CITES

Beaudoin N., 2006. Caractéristation expérimentale et modélisation des effets des pratiques culturales sur la pollution nitrique d’un aquifère en zone de grandes cultures.
Beckwith C., Copper. J., Smith K., Shepherd M., 1998. Nitrate leaching loss following application of organic mannures to sandy soils in arable croppping. I. Effects of application time, manure type, overwinter crop over and nitrification inhibition. Soil Use and Management, 123-130.
Clivot H, Mary B., Vale M., Justes E., 2017. Quantifying in situ modeling net nitrogen mineralization from soil organic matter in arable cropping systems. Soil Biology & Biochemistry, 44-59.
Constantin J., Mary B., Laurent F., Beaudoin N., 2010. Effects of catch crops, no till and reduced nitrogen fertilization on nitrogen leaching and balance in three long-term experiments. Agriculture Ecosystems & Environment 135(4):268-278
Finney D, Kaye. J., 2016. Functional diversity in cover crop mixture increases multifunctionality of an agricultural system.
Justes E., Beaudoin N., Bertuzzi P., Charles R., Constantin J., Durr C., Hermon C., Joannon A., Le Bas C., Mary B., Mignolet C., Montfort F., Ruiz L., Sarthou J-P., Souchère V., Tournebize J., 2012. Réduire les fuites de nitrate au moyen des cultures intermédiaires : conséquences sur les bilans d’eau et d’azote et autres services écosystémiques. FRANCE: INRA.
Justes E., Mary B., Nicolardot B., 2009. Quantifying and modelling C and N mineralization kinetics of catch crop residues in soil : parameterization of the residue decomposition module of STICS model for mature and non mature residues. Plant and Soil.
Lashermes G., Nicolardot B., Parnaudeau S., Thuries L., Chaussod R., Guillotin M., Linieres M., Mary B., Metzger L., Morvan T., Tricaud A., Villette C., Houot S., 2010. Typology of exogenous organic matters based on chemical and biochemical composition to predict potential nitrogen mineralization. Bioressource Technology, 157-164.
Merbach W., Holzel D., Schalitz G., Pickert J., Jacob H., Latus C., 1997. Lyismeter investigations on the effect of winter catch crops and weeded fallow on the N-dynamics in a sandy treposol soil of Northeast Germany. Istotopes environment health studies.
Sapkota T., Askegaard M., Laegdsmand M., Oelsen J., 2012. Effects of catch crop type and root depth on nitrogen leaching and yield of spring barley. Field Crops Research, 129-138.
Thorup-Kristensen K., 2000. Are differences in root growth of catch crops important for their soil N reduction.
Thorup-Kristensen K., Magid J., Jensen L., 2003. Catch crops and green manures as biological tools in nitrogen management in temperate zones. Advences in Agronomy 79, 227-302
Tribouillois H, Justes E., Cruz P., 2015. Caracterisation fonctionnelle d’especes utilisees en cultures intermediaires et analyse de leurs performances en melange bi-specifiques pour produire des services ecosystemiques de gestion de l’azote.