Fertilisation du maïs : prendre en compte l’effet des Produits Résiduaires Organiques dans le calcul de la dose totale

Des produits d’origines diverses

Caractéristiques des Pro issus d’élevage

Il s’agit de fumiers ou de lisiers. Leur composition dépend du type de bâtiment, des conditions d’élevage (intensité du paillage, durée du stockage des fumiers, dilution des lisiers…), de la nature et de la conduite du troupeau.

Tableau 1 : Composition comparée de quelques produits résiduaires organiques issus d’élevages (en kg par tonne de produit brut)

• Les produits issus des élevages de volailles sont beaucoup plus concentrés en éléments minéraux, ce qui s’explique en partie par leur plus forte teneur en matière sèche.
• Selon les produits, la proportion d’azote ammoniacal N-NH₄⁺ (fraction immédiatement disponible pour la plante) varie de 0 à 70 % de l’azote total.
• Outre l’azote, ces produits contiennent des quantités importantes de phosphore (P₂O₅) et de potassium (K₂O).

Caractéristiques des produits issus des déchets urbains

Les boues urbaines sont issues du traitement par différents procédés (voie biologique…) des eaux usées. Leur composition finale dépend essentiellement des processus mis en œuvre pour les stabiliser et réduire leur teneur en eau.

Les composts urbains résultent du compostage des déchets d’espaces verts (taille, feuilles, tonte des pelouses…) ou de certaines fractions des ordures ménagères.

Caractéristiques des PRO issus des industries

Ce sont des produits et co-produits dont l’appellation et la composition varie en fonction de l’activité de l’entreprise (boue de papeterie, vinasse de marc…) et des processus industriels.

Quelles analyses réaliser ?

Pour les PRO issus des d’élevages agricoles, il est fortement conseillé (plus spécifiquement encore pour les produits à fraction ammoniacale élevée) de réaliser des analyses des PRO utilisés pour déterminer les teneurs en éléments fertilisants et les propriétés amendantes.

Les analyses minimales (70-80 €) permettent de connaître les teneurs en éléments totaux minéraux des PRO pour calculer les doses à appliquer : % Matière Sèche, Matières Organiques totales, N total, azote ammoniacal (N-NH₄), phosphore exprimé en P₂O₅, potassium en K₂O, magnésium en MgO, calcium en CaO.

Les analyses complémentaires restent chères : composantes biochimiques, tests d’incubation, risque lié aux éléments traces (ETM, CTO). Les tests d’incubation permettent d’approcher la dynamique de minéralisation de l’azote et du carbone organique et de prévoir la disponibilité de l’azote dans les semaines ou mois qui suivent l’épandage. Ces tests sont utilisés pour le moment pour les expérimentations au champ et pour caractériser les amendements organiques normés.

Que devient l’azote des PRO ?

Evolution et effets de l'azote des PRO

Après épandage, l’azote des PRO est soumis aux processus qui régissent la dynamique de l’azote organique et minéral dans le sol :

• Azote minéral : le devenir de la fraction ammoniacale de l’azote des PRO (et uréique après hydrolyse rapide), est comparable à celle des engrais minéraux. Rapidement nitrifiée dans le sol, cette fraction devient disponible : l’azote nitrique est la forme sous laquelle l’azote est préférentiellement absorbé par la plante ou perdu par lessivage en période de drainage. Une part importante de l’azote ammoniacal peut être perdue par volatilisation si les produits ne sont pas immédiatement et correctement incorporés dans le sol.
• L’azote organique des PRO devient disponible pour la nutrition des cultures après dégradation des matières organiques par la voie de la minéralisation sous l’action des micro-organismes. Une partie de cet azote minéralisé rejoint le compartiment des matières organiques humifiées du sol et sera stocké à moyen et long terme dans le sol.

La figure 1 ci-dessous est une représentation schématique à vocation pédagogique : il n’est possible de séparer par analyse que l’azote minéral de l’azote organique. La fraction d’azote organique rapidement minéralisable n’a qu’une réalité conceptuelle facilitant l’explication de ce qu’on observe.

Figure 1 : Forme d’azote dans les PRO et disponibilité dans le temps pour les cultures

Des vitesses de minéralisation de l’azote propres à chaque type de produit

Les PRO peuvent se classer schématiquement en trois grandes catégories selon la vitesse de minéralisation de l’azote organique (figure 2).

Figure 2 : Evolution au cours du temps de la minéralisation, exprimée en % de l’azote organique selon 3 grands groupes de PRO


 

Groupe 1 : PRO à minéralisation rapide : 30 à 80 % de l’azote organique apporté est minéralisé au cours des premiers mois voire des premières semaines après l’apport. Ils doivent donc être apportés peu de temps avant les périodes d’absorption des cultures pour être pleinement valorisés. Il s’agit notamment des fientes et fumiers de volailles, lisiers de porcs, des vinasses, des farines animales et des boues urbaines.

Groupe 2 : PRO à minéralisation intermédiaire : la plus grande partie de la minéralisation de l’azote organique se produit au cours de la campagne suivant l’apport et représente entre 20 et 40 % de l’azote organique apporté. Le produit emblématique de cette famille est le fumier de bovins.

Groupe 3 : PRO à minéralisation lente : ils libèrent tout au plus 10 à 15 % de leur azote organique au cours de la première année suivant leur épandage. Ils incluent les composts à base de déchets verts ou les fumiers de bovins compostés et stockés au moins dix mois. Ces produits sont principalement utilisés pour entretenir le stock de carbone organique du sol et non comme fertilisants azotés.

Comment prendre en compte l’apport d’un Produit Résiduaire Organique ?

La méthode de référence s’appuie sur des indicateurs calculés à partir de mesures d’azote absorbé dans des essais au champ. Le coefficient d’équivalence en azote (Keq) correspond à la quantité d’azote d’un engrais minéral (ammonitrate) qui a le même effet sur l’alimentation azotée des plantes que 1 kg d’azote apporté par le produit organique (figure 3).

Ce coefficient est utilisé par le COMIFER pour l’estimation des fournitures d’azote par les PRO :
Fourniture d’azote par les PRO = % N pro * Q * Keq
% N pro = teneur en azote total du produit (% par unité de volume ou masse)
Q = volume ou masse du produit par ha

Figure 3 : Coefficient d’équivalence en azote (Keq) des principaux PRO à l’échelle du cycle de la culture réceptrice

Le coefficient Keq estime la valeur fertilisante azotée selon le produit épandu, la culture réceptrice et l’époque d’épandage. Par exemple, les valeurs mettent en évidence que l’azote des fumiers de volailles est mieux valorisé que l’azote des fumiers de bovins et de porcins.

Ces coefficients sont mesurés à l’échelle du cycle entier de la culture réceptrice. Dans le cas de PRO apportés en automne, ils ne sont pas directement utilisables dans les outils de calcul de la dose d’azote basés sur la méthode du bilan prévisionnel entre la sortie d’hiver et la récolte. Une partie de l’azote du PRO se retrouve déjà comptabilisé dans l’azote contenu dans la plante et dans le stock d’azote minéral du sol en sortie d’hiver.

Pour les PRO apportés après la sortie de l’hiver, le Keq mesuré à l’échelle du cycle est identique à celui calculé sur la période du bilan, les références Keq du tableau 1 sont directement utilisables dans la méthode du bilan prévisionnel.

Comment apporter son Produit Résiduaire Organique ?

Veiller à un enfouissement le plus rapidement possible après l’apport pour limiter les pertes par volatilisation d’azote ammoniacal pour les PRO qui en contiennent.

Apporter les produits au plus près des besoins de la culture réceptrice pour ceux qui contiennent une part élevée d’azote ammoniacal et/ou qui minéralisent rapidement leur azote organique.

D’une manière générale, il faut privilégier les KeqN les plus élevés en veillant à ne pas sur-fertiliser en P₂O₅ et K₂O. Pour cela, il est souvent préférable d’apporter régulièrement de plus faibles doses plutôt que d’apporter tous les 3-4 ans des doses plus fortes.