Augmenter la quantité d'azote dans un système de culture

Fiches techniques - Productivité, Fertilisation, Azote

Couverts végétaux Fumures organiques Produits résiduaires organiques

L’azote joue un rôle essentiel dans le métabolisme général des plantes. Il peut être amené dans le système de culture par des intrants, une solution cour terme, ou par des solutions organiques, qui offrent un impact sur le long terme.

Les couverts végétaux

Ce graphique, repose sur des essais réalisés dans une exploitation en semis direct depuis une quinzaine d'année et travaillant avec des couverts permanents depuis 5 ans. 2 modalités sont présentées ici :

• En vert : blé sur couverture permanente de luzerne.
• En orange : blé sur sol travaillé sans couverture associée.

On voit que pour une même dose d’azote, la modalité céréale + couvert permanent a un rendement supérieur.

Un couvert très dense valorise bien la minéralisation

• Un couvert permet de “carencer” les plantes en CO2 : le taux atmosphérique actuel de 400 ppm contre un taux optimal de développement situé aux alentours de 800 ppm pour une culture comme du blé.
• La minéralisation concerne également le carbone qui s’échappe sous forme de CO2.
• Avec un couvert végétal suffisamment développé, ce CO2 est piégé sous la canopée où sa concentration va augmenter, au bénéfice de la productivité des plantes.

Impact des dates de destruction d’une vesce d’hiver sur les flux d’azote (RAYNS, 1996)

Destruction du couvert

Le laps de temps qui s’écoule entre la destruction du couvert végétal et l’implantation de la culture de printemps a un impact sur le relargage de l’azote.

• Plus la destruction est tardive, plus l’accumulation d’azote est importante, comme en témoigne ce graphique issu des travaux de Frédéric Rayns.
• Plus la destruction est précoce, moins la légumineuse a le temps de faire de la biomasse.

Exemple de la luzerne

Courbe de réponse à l’azote selon la modalité blé seul et blé sous couvert permanent de luzerne (ARVALIS, 2014)

Avec un couvert de luzerne implanté depuis plusieurs années, un turn over rapide de la matière organique s’opère au bénéfice de la céréale en place. Il a été mesuré que la luzerne peut relarguer jusqu’à 50 à 60 unités d’azote pour la culture. Ces valeurs sont contextuelles. C’est un objectif vers lequel il est possible de tendre.

Sur le graphique de droite, de réponse à l’azote, on peut voir que la modalité “blé seul” est presque toujours au-dessus de la modalité blé sous couvert permanent de luzerne :

• Cela s’explique par l’arrière effet de la destruction de la luzerne : le blé profite du relargage d’azote et a un meilleur rendement.
• La luzerne est une culture pérenne : elle a besoin de plusieurs années pour atteindre son plein potentiel. On compte généralement, 3 à 4 ans, pour pouvoir commencer à réduire la fertilisation azotée sans perte de rendement.

Chiffrer le retour économique des couverts comme équivalent à l'engrais

Les potentiels gains économiques liés aux couverts végétaux s’envisagent à court terme par des économies d’intrants et à plus long terme par l’amélioration de la fertilité biologique et de la rétention en eau du sol.

Résultats obtenus par le chercher Thierry Tetu sur les restitutions d’azote envisageables des couverts pour la culture de vente et d’économies potentielles : Mélange à haute densité pois, vesce, féverole (TETU, 2021)

Doses apportées (N minéral)	Biomasse du couvert (MS/ha)	Azote apporté par le couvert	Économie à 1,6€/ UN
75 UN	2,1	75	120
150 UN	3,8	150	240
225 UN	5,6	210	336
300 UN	7,3	280	448

Rendements des différentes modalités avec fertilisation minérale et équivalent en fertilisation organique grâce aux couverts (TETU, 2021)

Impact des couverts sur les éléments minéraux

La méthode MERCI (méthode d’estimation des restitutions par les cultures intermédiaires), développée en 2010 par la Chambre Régionale d’Agriculture Nouvelle-Aquitaine, fournit un logiciel qui permet d’évaluer le recyclage et la mise à disposition des éléments minéraux par les couverts végétaux. Le logiciel est gratuit et en libre accès sur ce lien.

Les fumures organiques

Le tableau créé par le COMIFER (Comité Français d'Étude et de Développement de la Fertilisation Raisonnée) qui synthétise les KEQ selon les types d’effluents organiques, les cultures à fertiliser et la période d’apport. Légende : *coefficient à majorer de 10% en cas d'injection directe ou pendillards. Source : « Fertiliser avec les engrais de ferme» 2001 (ITAVI,IE,ITCF,ITP), Chambres d'agriculture Rhône-Alpes. extrapolation à partir des valeurs attribuées à des effluents au comportement assez similaire

Coefficient d'équivalence engrais (Keq)
Type de culture	colza	culture d'hiver		culture de printemps		prairies
Type d'effluent	Période d'apport	apport d'automne	apport de printemps	apport d'automne	apport de printemps	automne - hiver	printemps
Compost déchet vert	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05
Compost herbivores	0,10	0,05	0,10	0,15	0,00	0,05	0,00
Compost porcins	0,15	0,05	0,15	0,15	0,00	0,20	0,20
Compost FV	0,30	0,20	0,30	0,40	0,40	0,40	0,40
Fumier herbivores, fumier et lisier de lapins	0,20	0,10	0,20	0,05	0,30	0,10	0,05
Fumier porcin	0,30	0,20	0,25	0,05	0,30	0,40	0,40
Fumier volailles	0,40	0,30	0,35	0,40	0,50	0,40	0,40
Fientes	0,40	0,30	0,35	0,40	0,60	0,40	0,40
Lisier, purin bovin	0,40	0,30	0,50	0,30	0,50	0,40	0.40*
Lisier porcin	0,50	0,35	0,60	0,40	0,60	0,50	0.50*
Lisier volailles	0,50	0,30	0,60	0,40	0,70	0,50	0.50*

Les produits résiduaires organiques (PRO)

Le coefficient d'équivalence engrais des PRO

Keq des différents PRO (COMIFER, 2019)

Pour prendre en compte l'épandage des produits organiques (fumiers, lisiers, broyâts, etc.) dans un plan de fumure, il est important de connaître leur valeur fertilisante.

Des coefficients d'équivalence engrais ont été établis : ils expriment l'efficacité d'un engrais organique comparé à un engrais minéral de référence. Seule une partie de l’azote organique est valorisable à court terme par la culture, le reste dépend du processus de minéralisation. Le coefficient d’équivalence engrais permet de connaître la part d’azote qui sera disponible pour la culture sur la campagne.

Un tableau, issu des travaux du Comifer actualisés en 2019, présente les valeurs moyennes de composition des principales catégories de produits résiduaires organiques. Des transformations peuvent avoir lieu pendant la période de stockage. Il peut être donc recommandé d’analyser les produits organiques avant la date d’épandage.

Equilibre carbone et azote C/N

Rapports C/N de quelques amendements

Produit	Rapport C/N
Urine	0,7
Jus d'écoulement du fumier	1,9 - 3,1
Déchets d'abattoir mélangés	2
Sang	2
Matières végétales vertes	7
Humus, terre noire	10
Compost de fumier après huit mois de fermentation	10
Gazon	10
Consoude	10
Fientes de volailles	10
Déjections d'animaux domestiques	15
Compost de fumier mûr, 4 mois, sans adjonction de terre	15
Fumier de ferme après 3 mois de stockage	15
Fanes de légumineuses	15
Luzerne	16 - 20
Fumier frais pauvre en paille	20
Déchets de cuisine	10-25
Fanes de pommes de terre	25
Compost urbain	34
Aiguilles de pin	30
Fumier de ferme frais avec apport de paille abondant	30
Tourbe noire	30
Feuilles d'arbre (à la chute)	20-60
Déchets verts de plantes	20-60
Tourbe blonde	50
Paille de céréales	50 - 150
Paille d'avoine	50
Paille de seigle	65
Bois raméal fragmenté (branches broyées) (selon le type de bois et de diamètre broyé)	60 - 150
Écorce	100-150
Paille de blé	150
Papier	150
Sciure de bois décomposée	200
Sciure de bois feuillus (jeunes feuilles) (moyenne)	150 - 500

• D’après la Chambre d'Agriculture des Pyrénées orientales, le fumier de cheval provoquerait systématiquement une faim d’azote pendant la première année après épandage, peut être parce qu’il contient souvent beaucoup de paille. Il n’y a cependant pas assez d’études sur le sujet.
• Composter les matériaux trop riches en carbone avant de les épandre a pour effet d’abaisser leur rapport C/N.

Exemple d'utilisation en maraîchage

• On mélange 2 brouettes de gazon (C/N = 10) avec 1 brouette de branches broyées (C/N = 70).
• Rapport moyen (Rm)= (2 * 10 + 1 * 70)/3 = 90/3=30
• Attention : ce calcul n'est valable que si le taux de matière sèche (sans l’eau) est similaire pour les déchets considérés. Si ce n'est pas le cas, la pondération doit se faire sur la base de la matière sèche.
• Pour généraliser :Rm = (n1*R1 + n2*R2 + n3*R3)/(n1+ n2 + n3). Avec Rm le rapport moyen, n1 et n2 les quantités respectives de composants et R1 et R2 les rapports C/N de ces composants.

Rapport C/N du couvert végétal

Les quantités d’éléments nutritifs réellement restituées par le couvert végétal à la culture suivante dépendent d’une multitude de facteurs : conditions pédo-climatiques, pratiques culturales, mode de destruction du couvert et stade végétatif du couvert au moment de sa destruction.

Redistribution de l’azote en fonction du C/N (ARCHAMBEAUD, 2013)

• Plus le couvert est à un stade avancé, plus il se lignifie, plus son rapport C/N augmente.
• Plus le rapport C/N est élevé et plus le relargage de l’azote est lent.
• C/N > 30 : 160 jours après enfouissement, seulement 20% de l’azote est minéralisé.
• C/N < 15 : 160 jours après enfouissement, 50% de l’azote est minéralisé.

C/N	% de N relargué
< 15	50
15 à 20	40
20 à 25	30
25 à 30	25
> 30	20

Sources

• Point sur l'azote organique, Agroleague
• Azote et produits résiduaires organiques (PRO), Agroleague