Un modèle opérationnel pour le diagnostic des émissions de nitrate aux champs V PARNAUDEAU, R REAU, P DUBRULLE, A DUPONT, B ROBERT (INRA)

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Gilles Bédard
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1 Un modèle opérationnel pour le diagnostic des émissions de nitrate aux champs V PARNAUDEAU, R REAU, P DUBRULLE, A DUPONT, B ROBERT (INRA) NOM DE L AUTEUR 03 / 12 / 2013

2 Agriculture, pertes d azote/de nitrate et qualité de l eau Impacts avérés de l azote utilisé par l agriculture sur l environnement, celui-ci ayant également permis d augmenter la production végétale. Exemples d impacts sur environnement : - Marées vertes sur littoral du Grand Ouest (liées à N et non au phosphore) - Eutrophisation des cours d eau - Potabilité de l eau Bonne gestion de l azote = Bonne qualité de l eau, économie pour l exploitation, économie de ressources fossiles (pour fabriquer engrais).01 Parnaudeau V / Un modèle opérationnel pour le diagnostic des émissions de nitrate aux champs 02 / 12 / 2014

3 La lixiviation ou «lessivage» Le résultat de différents processus, d interactions entre pratiques, sol et climat Culture de production précédente Fixation d azote Semis de légumineuse Culture intermédiaire Semis de culture intermédiaire Piégeage d azote Date d arrêt c. intermédiaire Culture de production suivante Cult. précédente Azote absorbé en sortie d hiver Cult. Précédente Etats de nutrition azotée Dommages de récolte si carence azotée Couvert Azote absorbé à la destruction Cult. suivante Azote absorbé à l entrée d hiver sol Azote minéral sortie d hiver Azote minéral printemps Azote minéral juillet Azote minéral aout -sept Azote minéral octobre Azote minéral entrée hiver M i n é r a l i s a t i o n Fertilisation azotée minérale (dates, doses) Fertilisation organique Pertes de nitrate d après R Reau

4 Ce que l on sait sur la variabilité Sous-titre de la page (facultatif) des pertes de nitrate dans les champs Au sein d une région, d un territoire, d une exploitation, on observe des pertes de nitrate qui varient d un champ à l autre, et d une année à l autre Rôle du climat Température, rayonnement, pluviométrie, ETP, (vent) On ne peut pas le changer A l échelle d une exploitation, il est généralement assez homogène Rôle du sol et de ses caractéristiques qui impactent la production végétale, donc l absorption d azote déterminent une fourniture d azote (minéralisation) favorisent plus ou moins le transfert d eau et donc le lessivage de nitrates Rôle des pratiques du système de culture (rotation + ITK) Culture Interaction Précédent-suivant Fertilisation Gestion interculture Date de levée des cultures, date de destruction des cultures «piège à nitrate» Parnaudeau V / Un modèle opérationnel pour le diagnostic des émissions de nitrate aux champs / 12 / 2014

5 Rendement lisier de porc (t ha -1 ) Lessivage cumulé (kg N ha-1) Rôle du système de culture (SdC) Illustration du rôle de la gestion de l interculture dans un SdC Résultats de cases lysimétriques (INRA Rennes) Traitements minéral et lisier ajustement de la fertilisation (méthode du bilan, + Quantofix pour lisier) MIN MIN - CIPAN LP LP - CIPAN mgno 3 /L (lame drainante = 300 mm) maïs monoculture blé succession m/b maïs succession m/b Rendement engrais (t ha -1 ) 0 01/01/ /02/ /03/ /04/2008 Morvan et Leterme, Parnaudeau V / Un modèle opérationnel pour le diagnostic des émissions de nitrate aux champs 02 / 12 / 2014

6 Des outils pour rendre compte des effets de la gestion de l azote «Bonnes pratiques» pas toujours efficaces aller vers une évaluation des performances des systèmes en termes de pertes d azote = passer d'une logique de moyens à une logique de résultat 2 exemples d indicateur d évaluation des performances de gestion de l azote : Solde CORPEN Entrées N sorties de N de la parcelle (à l origine : échelle de l exploitation) Ne rend pas compte de l effet de certaines pratiques (ex. CIPAN) Risque de pertes sur un temps indéterminé => difficile de trouver des solutions sur cette base Grille de risque Pertes correspondant à SdC x types de sols obtenues par mesure au champ Nombre de cas limités Difficile d explorer de nouveaux SdC ou de nouvelles combinaisons SdC x Sol Nécessité d un outil qui quantifie «virtuellement» les pertes et permet de diagnostiquer leur origine dans le temps et en fonction de la situation : SdC x sol x climat Projet AZOSYSTEM (INRA+ICTA) Syst N.05 Parnaudeau V / Un modèle opérationnel pour le diagnostic des émissions de nitrate aux champs 02 / 12 / 2014

N Modèle dynamique QUANTIFIER les pertes SOL CLIMAT SdC Evolution au cours de la rotation Situation Parcelle - - >

7 Que fait Syst N? Outil logiciel conçu pour développer le diagnostic des pertes d azote dans les systèmes de culture BDD Pertazote Syst N Modèle dynamique QUANTIFIER les pertes SOL CLIMAT SdC Evolution au cours de la rotation Situation Parcelle - - > ensemble de parcelles avec même type de sol et de système de culture = assolement de systèmes de cultures Succession culturale pour intégrer les effets précédents et les effets suivants, PRO, etc. Comparaison de scénarii

8 Ecran de saisie (exemple) Cultures actuellement paramétrées Parnaudeau V / Un modèle opérationnel pour le diagnostic des émissions de nitrate aux champs / 12 / 2014

9 Ecran de saisie (exemple) Description des sols (sols «par défaut» : typologie Arvalis).08 NOM DE L AUTEUR / NOM DE LA PRESENTATION 02 / 12 / 2014

10 Ecran de sortie (exemple) Dynamique sur la rotation «moyenne».09 Parnaudeau V / Un modèle opérationnel pour le diagnostic des émissions de nitrate aux champs 02 / 12 / 2014

11 Ecran de sortie (exemple) Cinétique d absorption par les cultures et dynamique de N minéral dans le sol Reliquat s observés compris entre 140 et 200 kg N/ha Cette image représente la situation-type simulée sur les 3 parcelles sélectionnées pour confronter les prédictions aux mesures (même type de succession : 2010 céréale à paille / 2011 maïs / 2012 céréale à paille. Syst N calcule une minéralisation basale de 170 kg N/ha/an. Reliquats observés Août = 60 kgn/ha.10 Parnaudeau V / Un modèle opérationnel pour le diagnostic des émissions de nitrate aux champs 02 / 12 / 2014

12 Hiérarchie des pertes entre différents types de parcelles d une AAC de l Yonne selon la rotation, le système de culture et le sol Dupas et al, 2012 collaboration avec conseillers Représentation du territoire basée sur des situations «type» et proportion relative dans le territoire NOM DE L AUTEUR / NOM DE LA PRESENTATION 02 / 12 /

Le tableau de bord pour le nitrate Des valeurs seuils pour chaque indicateur 60 50 40 30 20 10 Teneurs en nitrates mg/l - Source de Lauduchy Teneurs NORME Qualité nitrate (NO3) des eaux aux

Peu de fuites d azote (N) avec les pluies d hiver Observations dans les champs Collecte d info auprès des agriculteurs Semer des COUVERTS avant la période de semis des colzas entre récolte d

13 Le tableau de bord pour le nitrate Des valeurs seuils pour chaque indicateur Teneurs en nitrates mg/l - Source de Lauduchy Teneurs NORME Qualité nitrate (NO3) des eaux aux captages 0 Favoriser les REPOUSSES de colzas et de pois Date Analyses d eau brute aux captages Exemple d une action dans l Yonne (Paravano, Reau et al.)? Peu de fuites d azote (N) avec les pluies d hiver Observations dans les champs Collecte d info auprès des agriculteurs Semer des COUVERTS avant la période de semis des colzas entre récolte d été et semis de printemps Avoir des POMPES A NITRATE dans les champs en automne Peu d azote minéral en novembre dans les champs Mesure de la quantité d N dans les sols en nov. sur plus de 100 parcelles dans différents sols et cultures

14 Tableau de bord pour le nitrate : résultat pour 2012/2013 Nitrate (NO3) aux captages 50mg/l 37mg/l REPOUSSES de colzas et de pois 60% 90% Peu de fuites d azote (N) avec les pluies d hiver 50kg 30kg COUVERTS semés avant mi-août entre récolte été et semis printps POMPES A NITRATE dans les champs en automne 50% 80% Peu d azote minéral en novembre dans les champs 60% 90% 80kg 60kg

15 Tableau de bord pour le nitrate : résultat pour 2013/2014 Nitrate (NO3) aux captages 50mg/l 37mg/l REPOUSSES de colzas et de pois 60% 90% Peu de fuites d azote (N) avec les pluies d hiver 50kg 30kg COUVERTS semés avant mi-août entre récolte été et semis printps POMPES A NITRATE dans les champs en automne 50% 80% Peu d azote minéral en novembre dans les champs 60% 90% 80kg/ha 60kg/ha

16 Syst N, un outil pour Les acteurs de l agriculture, du développement agricole (env. 15 usagers-testeurs actuellement) Analyser la variabilité spatiale des pertes N (entre champs), hiérarchiser les différents champs dans un territoire ou une exploitation afin d'identifier les SdC à encourager, et ceux à abandonner, ou en tout cas à améliorer => contribuer à construire un programme d action Analyser la dynamique temporelle pluriannuelle des pertes N dans un champ, afin d'identifier les périodes critiques pour ensuite imaginer des solutions efficaces pour obtenir des pertes faibles.16 Parnaudeau V / Un modèle opérationnel pour le diagnostic des émissions de nitrate aux champs 02 / 12 / 2014

17 Syst N, un outil avec des limites! C est un modèle dynamique qui calcule des flux d azote journaliers en fonction : de données d entrée saisies par les utilisateurs de formalismes (d équations) choisis par les concepteurs sur la base des connaissances actuelles évalué/validé dans un nombre limité de situations Voir intervention suivante de M Guiberteau A paramétrer pour des cultures plus diversifiées (CP, CIPAN, asso.) A adapter pour un peu plus de pédagogie A insérer dans une démarche de diagnostic Dépôt d une manifestation d intérêt pour un projet Casdar (IP) rassemblant INRA, ICTA, CA 79, CRA-PC, etc..17 Parnaudeau V / Un modèle opérationnel pour le diagnostic des émissions de nitrate aux champs 02 / 12 / 2014

18 Merci de votre attention! Merci aux collaborateurs de Syst N, dont : et aux usagers-testeurs!.18 Parnaudeau V / Un modèle opérationnel pour le diagnostic des émissions de nitrate aux champs 02 / 12 / 2014

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