La fertilisation azotée des grandes cultures et les outils de pilotage. Régis HELIAS, 6 Novembre 2013

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2 La fertilisation azotée des grandes cultures et les outils de pilotage Régis HELIAS, 6 Novembre 2013

3 Nutrition azotée des cultures: une démarche en plusieurs étapes Un seul objectif: équilibre de la fertilisation entre les besoins de la culture et les fournitures d azote par le sol Le calcul à priori des besoins d une culture Ajuster les besoins en azote au cours de la culture 3

4 Les formes d azote d du sol NO 3 - NH 4 + N 2 NO2 NH 3 organisation humus biomasse microbienne résidus de culture nitrification NH 4 + NO3 - absorption minéralisation N min lixiviation

5 Le bilan de masse Besoins de la culture : absorption = rendement en q/ha X b ( b= besoin en kg N/q à 15%) + organisation + volatilisation + lixiviation Fournitures du sol : + azote restant dans le sol à la récolte = - reliquat sortie hiver (estimé avec la valeur A ou mesuré) - minéralisation de l'humus - minéralisation des résidus de récolte - minéralisation due au retournement de prairie - effets des cultures intermédiaires - minéralisation des apports organiques + Fumure azotée minérale et/ou organique

6 le devenir des engrais bilan moyen : apport 200 absorption volatilisation 20 organisation 40 reliquat sortie hiver reliquat récolte 80 minéralisation =

7 Améliorer l efficience des engrais c est: Bien estimer la dose totale: le bilan azoté Le fractionnement de la dose totale Épandage régulier: réglage de l épandeur Les conditions météo et l état du sol Utiliser les outils de pilotage pour ajuster la dose Valoriser les engrais de ferme

8 Evolution de la méthode du bilan azoté Sud-Ouest 8

9 Le bilan azoté: des nouveautés pour la région en 2014 Pour une majorité des grandes cultures Les céréales, les maïs, le sorgho Une meilleure estimation des effets du sol dans le bilan par: Un cadrage pour les mesures de reliquats d azote du sol pour l ouverture du bilan Une adaptation pour 21 types de sols de la région Midi- Pyrénées pour estimer les reliquats (sortie hiver et post récolte en fonction des cultures) Une évaluation plus fine des exportations de la culture précédente (intégration d un coef. d excès du bilan du précédent) Une meilleure prise en compte des engrais organique Intégration de coefficient en fonction des époques d épandage, du type de produits et des périodes d absorption par les cultures 9

10 Les outils de calcul de la dose Plusieurs outils intègrent les dernières évolutions de la méthode: Mes Parcelles (Chambres d Agricultures) Isagri FertiWeb Arvalis (2014) 16/12/

11 Les outils de pilotage Ils sont pour la plupart associés à une dose d azote prévisionnelle calculé par le bilan azoté 11

12 Outils de pilotage: plusieurs principes de base Mesure de la teneur en nitrate du jus de base des tiges Mesure par transmittance Mesure par réflectance Mesure par fluorescence Mesure par résistance mécanique 16/12/

13 Teneur en nitrates du jus de base des tiges - Jubil (INRA, Arvalis) - Ramses (InVivo) 13

14 Principe Phénomène: l absorption est supérieure à la consommation Objectif: mesurer le niveau de stock d azote dans la plante puis en déduire un conseil Teneur en nitrate NO 3 du jus de bas de tige 14

15 Présentation des outils utilisant cette méthodem Jubil Ramses Développeur INRA Arvalis InVivo Année de sortie en France Prix à l achat (la malette) 90 /parcelle/an Cultures prises en compte Céréales, Maïs, Pomme de terre Céréales, Maïs, Pomme de terre Surfaces de blé pilotées en 2010 ( * ) ha ha Avantages Inconvénients Jubil (Arvalis, INRA) - Autonomie - Facilement démultipliable - Mesure destructive - Temps nécessaire (*) Estimations issues d enquête Arvalis - Facilement démultipliable - Mesure destructive - Temps nécessaire - Dépendance de la coop Source : Arvalis 30/06/

16 Teneur en chlorophylle des feuilles par transmittance - N-Tester (Yara, Arvalis) - NS Digites (InVivo) 30/06/2 16

17 Principe de la méthode m (1/2) Constat agronomique : Il existe une corrélation étroite entre la quantité de chlorophylle et la quantité d azote des feuilles, elle-même fortement corrélée à l INN (Ercoli et al, 1993).? Il est donc possible d utiliser la teneur en chlorophylle des feuilles comme indicateur de l état de nutrition azotée. Constats physiques : 1) Lorsqu une onde lumineuse rencontre un corps liquide, solide ou gazeux, une partie de cette onde est absorbée par ce corps, une partie est réfléchie et une partie est transmise. Chaque corps possède des propriétés optiques qui lui sont propres : c est le spectre d absorption. 2) Quelle que soit l espèce considérée, le spectre d absorption des feuilles a la même forme, car celles-ci sont constituées des mêmes éléments (eau, protéines, ) ; seules les amplitudes diffèrent. De par sa composition, le spectre d absorption des feuilles est fortement lié au spectre d absorption de la chlorophylle? La teneur en chlorophylle peut être évaluée par des mesures de réflectance et de transmittance de la lumière incidente.? Le statut azoté des plantes peut être évalué par des mesures de réflectance et transmittance 30/06/

18 Principe de la méthode m (2/2) Les OAD utilisant la transmittance sont tous issus de la pince SPAD-502, conçu par Konica- Minolta. Cette appareil mesure la transmittance à travers la feuille de la lumière émise par deux diodes à 650 nm et 940 nm, correspondant respectivement au rouge et à l infrarouge : - le rouge (650 nm), spécifique de la chlorophylle, permet de caractériser son absorption. - l infrarouge (940 nm), où l absorption chlorophyllienne est très faible, et permet donc de caractériser l absorption non chlorophyllienne. 650 nm 940 nm 18

19 Principe de la transmittance Phénomène: Relation entre teneur en chlorophylle et nutrition azotée Emission de 2 rayons lumineux Objectif: mesurer la fraction de lumière captée par les feuilles pour en déduire un conseil Réception des deux rayons lumineux - le rouge (650 nm), spécifique de la chlorophylle, permet de caractériser son absorption. - l infrarouge (940 nm), où l absorption chlorophyllienne est très faible, et permet donc de caractériser l absorption non chlorophyllienne.

20 Présentation des outils utilisant cette méthodem N-Tester NS Digites Développeur Yara Arvalis InVivo Année de sortie en France 1997? Prix Prestation (1) ou 1450 à l achat? Cultures prises en compte Blé, Orge, Maïs, Pomme de terre Blé Surfaces de blé pilotées en 2010 ( * ) ha? Principe de fonctionnement Avantages Inconvénients Calcul d'une préconisation par pincement de la F1 sur 30 plantes ( 4 répétitions) - Rapidité de la mesure - Mesure non destructive - Internet nécessaire (ou zone surfertilisée pour méthode Extra) Calcul d'une préconisation par pincement de la F2-F3 - Rapidité de la mesure - Mesure non destructive - Dépendance de la coop Hydro N-Tester (Yara) Source : Yara (*) Estimations issues d enquête Arvalis (1) Prix de la prestation dépendant du distributeur (OS ou entreprise privée) : de 20 à 50 euros/parcelle 20

21 Teneur en chlorophylle des feuilles par réflectancer - GPN-Pilot (GPN) - N-Sensor (Yara) - Greenseeker (Trimble) - SATscan (SATplan) - CropSpec (TopCon PA) - CropSensor (Agrocom) - Isaria (Fritzmeier) - Farmstar (Arvalis, Astrium) 21

22 Principe de la réflectance Phénomène: Relation entre teneur en chlorophylle et nutrition azotée Deux récepteurs Objectif: mesurer la fraction de lumière réfléchie par le couvert végétal pour en déduire un conseil

23 Présentation des outils utilisant cette méthodem GPN-Pilot N-Sensor Farmstar Développeur GPN (AZF) Yara Année de sortie en France Prix Cultures prises en compte Arvalis Astrium Prestation (1) ou 3500 à l achat Prestation (1) ou à à l achat + HNT +/- 10 /ha/an Céréales, Colza, PDT Céréales Colza, Blé, Orge Surfaces de blé pilotées en 2010 ( * ) ha ha ha Principe de fonctionnement Calcul d'une préconisation par mesure de la reflectance du couvert par rapport à une bande surfertilisée Modulation de la dose préconisée par le HNT à partir de la cartographie de l'indice de végétation Calcul d'une préconisation par mesure LAI et C ab + météo (modèles agroclimatiques) Avantages - Autonomie - Rapidité de la mesure - Modulation intraparc. - Temps réel - Autonomie - Modulation intraparc. - Aucune mesure - Outil polyvalent Inconvénients - Bande surfertilisée nécessaire - Prix à l achat - Nécessite le HNT pour le diagnostic de carence N - Délai d attente Vecteur Homme Tracteur Satellite + avion Mesures réalisées Indice de végétation Mesure passive Indices de végétation Mesure active ou passive LAI, C ab (inversion modèle) Mesure passive (*) Estimations issues d enquête Arvalis (1) Prix de la prestation dépendant du distributeur (OS ou entreprise privée) : de 20 à 50 euros/parcelle 23

24 GPN Pilot (GPN) Quelques photos N-Sensor (Yara) CropSpec (Topcon, Yara) N-Sensor ALS (Yara) Source : Yara Source : Topcon SATscan (SATplan) Source : GPN-Agriculture Greenseeker (Trimble) Isaria (Fritzmeier) Source : Yara Source : SATplan CropSensor (Agrocom) Source : Trimble Source : Fritzmeier Source : Agrocom 24

25 Teneur en chlorophylle des feuilles par fluorescence - Dualex (Force A) - Multiplex (Force A) - MiniVeg (Fritzmeier) 30/06/2 25

26 Principe de la fluorescence Phénomène: Relation entre teneur en chlorophylle et flavonols indicateur de la nutrition azotée. Emission de deux lumières l connues Deux récepteurs Objectif: mesurer les fractions de lumière réfléchie par le couvert végétal pour en déduire un conseil

27 Développeur Présentation des outils utilisant cette méthodem Dualex Multiplex MiniVeg Force A CNRS Force A CNRS Fritzmeier Année de sortie en France Prix Cultures prises en compte Blé Blé, Pomme de Terre Céréales, Colza Surfaces de blé pilotées en Principe de fonctionnement Avantages Mesure teneur en chlorophylle + polyphénol (+NBI) des deux faces de la feuille - Rapidité de la mesure - Mesure non destructive Mesure teneur en chlorophylle + polyphénol (+NBI) d'un couvert végétal - Rapidité de la mesure - Mesure non destructive - Modulation intraparc. possible Préconisation d'une dose grâce aux modèles agro et des propriétés biophysiques du couvert - Modulation intraparc. - Temps réel - Autonomie Inconvénients - Prix à l'achat Vecteur (capteurs) Homme Homme ou tracteur Tracteur MiniVeg (Fritzmeier) Dualex3 (Force A) Source : Force A Dualex4 (Force A) Source : Force A Multiplex (Force A) Source : Fritzmeier Source : Force 27 A

28 Résistance mécanique m du couvert - CropMeter (Agrocom) 28

29 Présentation des outils utilisant cette méthodem CropMeter Agrocom Développeur (=Claas Agrosystem) Année de sortie en 2005 France Prix - Cultures prises en Céréales compte Surfaces de blé Très peu pilotées en 2010 Modulation de la dose Principe de moyenne renseignée par fonctionnement l'utilisateur selon la cartographie du peuplement - Modulation intraparc. Avantages - Temps réel - Autonomie - Mesure réalisée dans le Inconvénients passage de pulvé - Pas de préconisation Vecteur Tracteur (capteurs) CropMeter (Agrocom) Source : Agrocom 29

30 Des solutions à venir Des capteur de mesure directe de la teneur en azote des sols Des drones équipé de capteurs de réflectance 16/12/

31 Merci de votre attention 31

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