Compte-rendu d essai. Clémentinier 2011 Influence du type de fertilisant sur le rendement et la qualité des clémentiniers

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1 Compte-rendu d essai Clémentinier 2011 Influence du type de fertilisant sur le rendement et la qualité des clémentiniers Date :21/05/2012 Rédacteur(s) : Marine Blouin Essai rattaché à l action n : Titre de l action : Influence du type de fertilisant sur le rendement et la qualité des clémentiniers 1. Thème de l essai Une enquête locale, réalisée en 2000 par la Station Régionale Agronomique INRA-CIRAD de Corse, sur un échantillon de cent parcelles de clémentinier, a clairement montré d une part, une tendance à la baisse du taux d acidité des fruits ces dernières années, et, d autre part, une acidité plus forte pour les fruits issus des blocs fruitiers conduits en Agriculture Biologique. Parallèlement, des études réalisées à l AREFLEC nous ont indiqué que les fruits de gros calibres étaient moins acides que ceux de petits calibres. Au bénéfice des observations de l enquête, le suivi de la qualité des fruits de deux parcelles voisines, une, travaillée en agriculture biologique et l autre en agriculture conventionnelle a été réalisé. Il montre clairement une acidité plus forte pour les fruits issus de l agriculture biologique, et ce à calibres identiques. Dans le cadre du cahier des charges de Certification de Conformité Produit qui fixe des normes pour l acidité du fruit, la baisse de ce paramètre risque de se traduire par une non certification de certains lots de fruits, d autant plus importante que les fruits sont de gros calibres. Ceci a pour conséquence directe des pertes économiques importantes pour les professionnels. Afin d éviter ces difficultés, la recherche de pratiques culturales pouvant augmenter le taux d acidité, est indispensable. Le type d engrais employé étant différent (engrais organique en agriculture biologique et engrais minéral en agriculture conventionnelle) et les doses équivalentes, il est important de définir si cette différence est la cause d un taux d acidité plus élevé. Dans le contexte local, la mise en œuvre d une étude de l influence du type de fertilisation sur l acidité des fruits est donc nécessaire si l on veut répondre aux attentes des professionnels. 2. But de l essai Evaluer l influence du type de fertilisant sur la qualité des fruits, et, plus largement, sur l ensemble des paramètres de la production. 1

2 3. Facteurs et modalités étudiés Facteur étudiés : Type de fertilisant : organique, minéral, ou combinaison. Modalités : Témoin non fertilisé, Apport d engrais minéraux exclusivement, Apport d engrais organiques exclusivement, Apport d une combinaison de 75% d engrais minéraux et 25% d engrais organiques, Apport d une combinaison de 50% d engrais minéraux et 50% d engrais organiques. 4. Matériel et Méthodes Matériel Végétal Clémentinier SRA 535 greffé sur Citrange Carrizo. Site d implantation -Domaine expérimental de l INRA UMR GEQA à San Giulianu. Parcelle C8c. -Plantation en Distance de plantation : 6m x 4m. -Irrigation : Micro-aspersion sous frondaison. Dispositif expérimental Dispositif en bloc sans répétition sur une surface de 0,8ha. Chaque modalité est représentée par trois lignes d arbres adjacentes (42 arbres). Figure 1 : Plan de la Parcelle d'essai 2

3 Observations et mesures a. Vigueurs: Relevé des circonférences du greffon et du portegreffe. Le gain relatif en vigueur entre 2007 (première année de référence) et 2011 a été estimé, d une part pour le porte-greffe et d autre part pour la variété, pour chaque arbre de chaque modalité. Celui-ci est calculé via la formule : Figure 2 : Points de mesure pour les relevés de vigueurs sur clémentinier. Gain en vigueur = Circonférence 2011 Circonférence 2007 Circonférence 2007 Echantillonnage : Seule la ligne centrale du bloc est observée. Le relevé est réalisé arbre par arbre chaque année au même niveau pour chaque arbre (repéré par une marque). Fréquence - Période : Une fois par an, avant le redémarrage végétatif. b. Rendement Après avoir mesuré les rendements en kg par arbre, l indice de productivité est calculé : Indice de productivité = Rendement Circonférence de la variété Echantillonnage : Seule la ligne centrale du bloc est observée. Chaque arbre est récolté indépendamment. Fréquence : Le rendement par arbre est mesuré à chacun des passages de récolte. c. Calibre Le tableau ci-dessus rappelle les classes de calibres en vigueurs pour la clémentine ne France, notamment les classes de calibres éligibles à l Indication Géographique Protégée Clémentine de Corse. Tableau 1 : Calibres des clémentines : Correspondance en diamètre et en poids - Eligibilité à l'igp. CEBFL : Comité Economique de Bassin Fruits et Légumes. Calibre Diamètre des fruits (normes du CEBFL) Poids du fruit (équivalence moyenne) Calibre éligible à l IGP Très gros calibre 0 > 71 mm > 120 g Gros calibres Calibres moyens 1 63 à 71 mm 99 à 120 g Oui 2 58 à 63 mm 80 à 99 g Oui 3 54 à 58 mm 65 à 80 g Oui 4 50 à 54 mm 55 à 65 g Oui 5 46 à 50 mm 42 à 55 g Oui Petits calibres 6 43 à 46 mm 37 à 42 g 7 et 8 41 à 43 mm 0 à 37 g Echantillonnage : Seule la ligne centrale du bloc est observée. Chaque arbre est calibré indépendamment. 3

4 Fréquence : La répartition des calibres par arbre est mesurée à chacun des passages de récolte. d. Taux de jus Afin d être certifiée dans le cadre de l IGP Clémentine de Corse, les fruits doivent comporter plus de 42 % de jus. Echantillonnage : 20 fruits par arbre. Fréquence : Mesuré de façon bihebdomadaire pendant la phase de grossissement du fruit (septembre à mi-octobre) puis à chacun à chacun des passages de récolte. e. Acidité du jus Afin d être certifiée dans le cadre de l IGP Clémentine de Corse, l acidité doit être comprise entre 0,65 et 1,4 g d acide citrique pour 100 g de jus. Echantillonnage : 20 fruits par arbre. Fréquence : Mesuré de façon bihebdomadaire pendant la phase de grossissement du fruit (septembre à mi-octobre) puis à chacun à chacun des passages de récolte. f. Teneur en sucre du jus Afin d être certifiée dans le cadre de l IGP Clémentine de Corse, le rapport sucre/acide du jus doit être compris entre 8 et 17. Echantillonnage : 20 fruits par arbre. Fréquence : Mesuré de façon bihebdomadaire pendant la phase de grossissement du fruit (septembre à mi-octobre) puis à chacun à chacun des passages de récolte. - g. Suivi des ions nitrates, phosphates, et potassium dans le sol : Mesure de la teneur en NO 3 et K + de la solution du sol à l aide d outils portatifs (Rqflex)) Echantillonnage : Les échantillons de terre sont prélevés à une profondeur comprise entre 5 cm et 30 cm. Pour chaque bloc, 7 échantillons sont prélevés à 60cm des arbres de la ligne centrale dans l inter-rang et 7 sont prélevés à 60cm des arbres de la ligne centrale sur la ligne. Les 14 échantillons sont mélangés puis soumis aux analyses. Fréquence : Les relevés auront lieu avant fertilisation, puis tous les mois jusqu au mois d octobre. h. Analyse de feuilles et analyse de sol (Prestation de service) Echantillonnage : Déterminé par le laboratoire d analyse. Pour l analyse de feuilles : une analyse par modalité Pour l analyse de sol : une analyse pour la parcelle (modalité minérale) Fréquence : Une analyse de feuille, et une analyse de sol par an. 4

5 Conduite de l essai Les engrais minéraux apportés sont : Ammonitrate (27 5 0) Super Phosphate ( ) Sulfate de Potasse (0 0 50) Les engrais organiques apportés sont : Farine de poisson Farine de plumes Betterave Les doses d apport sont ajustées en fonction des analyses de sol. Les apports d azote sont fractionnés en trois (printemps juillet août). L apport de potasse est réalisé en une fois (printemps). L apport de phosphore peut être réalisé en une fois au printemps, mais les contraintes liées aux formulations des engrais peuvent entraîner un fractionnement (au minimum 65% de l apport est réalisé au printemps. L apport de printemps (N, P et K) est réalisé au moment du redémarrage végétatif. Eléments Modalité 11/04 10/07 18/08 Total Ferti. Minérale 50%M 50%O Ferti. 75%M 75%O Apports en unité/ha Azote Phosphore 28 7,5 7,5 43 Potassium Azote Phosphore Potassium Azote Phosphore Potassium Azote Phosphore Potassium Traitement statistique des résultats Statistiques descriptives. Statistiques analytiques (seuil de significativité = 5 %): Tests paramétriques Anova, et test de Newman-Keuls Tests non paramétriques : Test de Kruskall-Wallis et test de Mann-Whitney 5

6 5. Résultats détaillés Vigueurs Les graphiques ci-dessous présentent les gains en vigueurs moyen des arbres par modalité. Les positions relatives des modalités sur les graphiques correspondent à la réalité géographique du terrain (voir Figure 1). Les différences entre modalités sont significatives, tant pour la vigueur du porte-greffe (ANOVA p = 0,01) que pour celle de la variété (ANOVA p = 0,00). Les arbres non fertilisés sont ceux qui ont le moins gagné vigueur, comme l on pouvait s y attendre. Les résultats concernant les autres modalités sont plus difficiles à expliquer. Les arbres de la modalité Minéral ont significativement connu la croissance la plus importante. Les trois autres modalités sont comparables d un point de vue statistique. B AB A AB AB B B A B B 0,62 0,73 0,79 0,69 0,70 0,60 0,69 0,80 0,65 0,65 75 % 75 % Graphique 2 : Gain en vigueur moyen du porte-greffe par modalité. Les barres d'erreurs représentent les écart-types. Les modalités présentant une lettre (A ou B) identique ne sont pas significativement différent au seuil de 5%. Graphique 1 : Gain en vigueur moyen de la variété par modalité. Les barres d'erreurs représentent les écarttypes. Les modalités présentant une lettre (A ou B) identique ne sont pas significativement différent au seuil de 5%. Compte tenu du dispositif mis en place, sans répétition, il est possible que les différences entre modalités (en dehors de la modalité non fertilisée), est due au type de fertilisant ou à une hétérogénéité parcellaire. Rendement Les différences entre modalités en termes de rendement et d indice de productivité sont significatives (ANOVA - p <0,01 pour les deux variables). Les graphiques illustrant les résultats pour ces deux variables ont la même allure. En 2011, les arbres non fertilisés ont une production très médiocre. Les arbres de la modalité 75% minéral organique se distinguent des autres modalités par leur production très élevée. 6

7 C B B B A C B B B A 8,0 52,3 54,2 61,2 86,6 0,3 1,6 1,8 2,0 2,7 75 % 75 % Graphique 4 : Rendement moyen en kg/arbre par modalité en 2011 Les barres d'erreurs représentent les écart-types. Les modalités présentant une lettre (A, B ou C) identique ne sont pas significativement différentes au seuil de 5%. Graphique 3 : Rendement moyen par modalité en 2011 Les barres d'erreurs représentent les écart-types. Les modalités présentant une lettre (A, B ou C) identique ne sont pas significativement différentes au seuil de 5%. 100,0 75,0 50,0 NF Min. 50% M - 50% 0 Org. 75% M - 25% O PP = 55 kg/arbre 25,0 0, (6 ans) 2009 (7 ans) 2010 (8 ans) 2011 (9 ans) Graphique 5: Rendements en kg/arbre par modalité de 2008 à Les barres d'erreurs représentent les écart-types. PP : Potentiel de production de clémentine SRA 535 greffée su Citrange Carrizo d après la SRA de San Giulianu = 55 kg/arbre, équivalent à 23,5 tonnes/ha. Le nombre d années, entre parenthèse, correspond à l âge de l arbre. Cette modalité «75%-» n était cependant pas la plus productive les années passées, comme l illustre le graphique ci-dessus. En 2009 et 2010, la modalité fertilisée minéralement produisait le plus de fruits. Ce graphique indique qu en 2011, ces arbres, âgés de 9 ans, semblent avoir atteint leur pleine production. Les écarts de production entre 2010 et 2011 sur la modalité «75% - 25%» pourraient être imputables à un phénomène d alternance. 7

8 Précocité Le premier passage de récolte s est déroulé le 30 novembre 2011, et le second, le 21 décembre Le pourcentage de fruits au premier passage de récolte est significativement différent entre modalité (Test de Kruskall-Wallis p = 0,00). Sur les arbres de la modalité la plus productive, «75% - 25%», 90% des fruits ont été récoltés au premier passage. Les autres modalités présentent des pourcentages inférieurs. C est pour la modalité «50% - 50%» que la valeur est la plus basse avec 46% de fruits au premier passage, soit deux fois moins que pour la modalité «75% - 25%». b bc c bc a 65% 58% 46% 59% 90% 75 % Graphique 6 : Pourcentage de fruits au 1er passage de récolte par modalité. Les barres d'erreurs représentent les écarttypes. Les modalités présentant une lettre (a, b ou c) identique ne sont pas significativement différentes au seuil de 5% (Tests de Mann-Whitney). Calibre Tableau 2 : Pourcentage de fruits dans chaque catégorie de calibres par modalité et résultats de l'anova. Dans chaque catégorie de calibres, les valeurs suivies de la même lettre ne sont pas significativement différentes au seuil de 5%. Calibres Calibres 4-5 Calibres Calibre 0 2% B 20% A B 72% A B 6% C Minéral 0% C 7% C 71% B 21% A 1% C 9% C 78% A 13% B 1% B 16% B 75% A B 8% C 75 % 3% A 25% A 69% B 4% C Anova Valeur de P 0,00 0,00 0,01 0,00 8

9 Globalement, aux vues des résultats des analyses de variance et des tests de comparaisons de moyennes de Kruskall-Wallis, on peut classer les modalités, de celle qui a produit en moyenne les plus petits fruits, à celle qui a produit les plus gros : Modalité «75%-25%», qui a eu la plus grosse charge en fruits, Modalité non fertilisée Modalité organique Modalité «50%-50%» Modalité minérale Cal. 0 Cal Cal. 4-5 Cal % 80% 60% 40% 20% 0% 50 % 75 % 25 % Graphique 7 : Répartition des calibres par modalité. Qualité des fruits Le graphique ci-après synthétise les résultats concernant la qualité des fruits sur l essai. Des différences significatives ont été observées pour toutes les variables (p < 0,01). La modalité non fertilisée se distingue nettement des autres modalités : taux de jus plus faible, acidité très élevée, teneur en sucre basse, et, par conséquent, rapport sucre/acide médiocre. Ces valeurs sont représentatives d arbres fortement carencés. Le taux de jus des fruits de la modalité «75%-25%» est le plus élevé. Cette différence pourrait s expliquer en partie par une proportion de fruit au premier passage beaucoup plus élevé. En effet sur l ensemble de la parcelle les fruits récoltés au 1 er passage sont plus juteux que ceux récoltés au second ( contre 47%). Cependant, même au premier passage les fruits de cette modalité sont plus juteux, avec une différence certes moins marquée. La teneur en acide des fruits, variable au cœur des objectifs de l essai, n apparaît pas, comme les années précédentes, être influencée par le type de fertilisant. Les modalités non fertilisées ne sont en effet pas significativement différentes. 9

10 C B B B A A B B B B 42 % 0,65 44% 50% 49% 50% 53% 0,95 0,61 0,62 0,60 0,63 Jus 75 % Acidité 75 % C AB B AB A C AB B A A ,43 9,89 9,53 10,07 10,66 8,85 16,29 15,40 16,75 16,90 Sucre 75 % Sucre / Acide 75 % Graphique 8 : Qualité interne des fruits Valeurs moyennes par modalité : Taux de jus moyen au deux passages de récolte (%) ; Teneur en acide au premier passage (g d acide citrique pour 100 g de jus) ; Taux de sucre au premier passage ( Brix) ; Rapport Sucre / acide au premier passage. Les barres d'erreurs représentent les écart-types. Les modalités présentant une lettre identique ne sont pas significativement différentes au seuil de 5%. Les lignes continues horizontales représentent les seuils d éligibilité à l IGP Clémentine de Corse pour les variables concernées. Les lignes rouges figurent les limites inférieures et les lignes vertes les limites supérieures.les parties rosées sur les graphiques figurent les plages de valeurs hors des normes de l IGP. On observe des différences concernant les teneurs en sucre des fruits des modalités fertilisées : Les fruits de la modalité «75%-25%» sont les plus sucrés alors que ceux de la modalité «50%-50%» sont les moins riches en sucre. Suivi des ions potassium, phosphates et nitrates dans le sol Pour le suivi des ions potassium, les résultats obtenus ne sont pas utilisables car la méthode d échantillonnage et de mesure proposée par le RQFlex ne semble pas adaptée à notre type de sol. Par conséquent il serait nécessaire d utiliser un autre outil pour ces mesures. 10

11 Concernant les phosphates, sur la première mesure, en mai, après les apports, on constate une valeur élevée pour la modalité non fertilisée. Les teneurs dans les autres modalités sont très variables : entre 0,4 pour la modalité et 50% M --50% O et 1,9 pour la modalité minérale. Pendant mai, on observe une diminution forte des teneurs en phosphore assimilable sur toutes les modalités. Cette diminution est due à la mobilisation du phosphore par la plante pour la floraison. Entre juin et septembre, les teneurs en phosphates du sol évoluent de façon irrégulière, pour passer de valeurs en juin comprise entre 0,2 et 0,5 à des valeurs en septembre comprises entre 0,3 et 0,4. Ces teneurs ont tendance à augmenter en octobre, en particulier pour la modalité fertilisée minéralement. Pour les deux modalités présentant les apports les plus importants en engrais organiques, et montrant les plus faibles teneurs en phosphates au début du suivi, les teneurs diminuent. 2,5 2 fertilisé 50%M-50%O 75%M-25%O Fertilisation minérale 1,5 1 0,5 0 mai juin juillet août septembre octobre Graphique 9: Evolution des teneurs en phosphates Début mars, avant le redémarrage végétatif des arbres, on constate un reliquat azoté supérieur pour la modalité non fertilisée. Les reliquats des modalités fertilisées sont proches. Pendant le mois de mars a lieu le redémarrage végétatif : les arbres vont alors puiser des nitrates dans le sol pour faciliter leurs pousses. On constate en effet une diminution des teneurs en nitrates du sol sur la modalité non fertilisée. Par contre, sur les modalités fertilisées, la teneur en nitrates augmente grâce aux apports effectués. On remarque que l augmentation est moindre sur la modalité 75%-25%. Entre avril et juin, les variations des teneurs en nitrates sont à expliquer principalement par deux phénomènes : les arbres continuent de puiser des nitrates dans le sol, les conditions climatiques sont les plus favorables à la minéralisation de l azote organique du sol. Alors que sur les modalités Fertilisation minérale, Fertilisation organique et 50% M --50% O connaissent une augmentation des teneurs en nitrates, les modalités 75% M 75 % O et non fertilisée voient leurs teneurs en nitrates diminuées. En été, l élévation des températures est plutôt défavorable à l activité microbienne et à la minéralisation de l azote. Le clémentinier, en croissance estivale et en phase de maturation des fruits 11

12 va puiser des quantités relativement importantes d azote dans le sol. On remarque que pendant cette phase, le sol de la modalité fertilisée minéralement a une teneur en nitrates relativement élevés et constante. 12

13 Fertilisation 100 % Minérale Kg de N/ha N apporté Nitrates sol Témoin fertilisé : Nitrates sol 0 mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre Fertilisation Minérale - Kg de N/ha N apporté Nitrates sol Témoin fertilisé : Nitrates sol mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre Fertilisation 100 % Kg de N/ha N apporté Nitrates sol Témoin fertilisé : Nitrates sol mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre Fertilisation 75% Minérale - 25% Kg de N/ha N apporté Nitrates sol Témoin fertilisé : Nitrates sol mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre Graphique 10 : Teneurs en nitrates du sol et quantité d'azote apportées par modalité de mars à novembre

14 Analyse de feuilles et analyse de sol Les principaux résultats de l analyse de sol réalisée sur la modalité fertilisée minéralement en janvier 2011 sont des quantités normales d azote, phosphore (P 2 O 5 ) et potassium (K 2 O) dans le sol, et des excès de magnésium (MgO). Les analyses de feuilles des modalités fertilisées sont très proches, y compris pour la modalité 75%M-25%O qui apparaît atypique par son rendement. Ces analyses contrastent cependant fortement avec celles de la modalité non fertilisée. On remarque d ailleurs que les feuilles des arbres non fertilisés présentent une couleur jaunâtre d une carence azotée. Figure 3: Carence en azote. Au premier plan apparaît le feuillage jaune d'un arbre de la modalité non fertilisé, contrastant avec les feuillages des arbres fertilisés en arrière plan. Photographie prise au début du printemps. Nous avons choisi ici de présenter les résultats globaux des analyses, comparant les tendances des modalités fertilisée, d une part, et non fertilisées, d autre part. La figure 4 schématise les principaux résultats de ces analyses. Figure 4 : Résultats contrastés des analyses de feuille entre la modalité non fertilisée et l'ensemble des modalités fertilisées. Chaque bécher illustre la quantité relative (par rapport aux normes établies pour le clémentinier) d'un élément dans les feuilles. La couleur verte symbolise une teneur normale ; la couleur orange, une teneur trop faible, soit une carence ; la couleur rouge, un excès. N :Azote P : Phosphore K : Potassium Ca : Calcium Mg : Magnésium Comme l indique la couleur de leurs feuilles, les arbres non fertilisés présentent une carence forte en azote. Les feuilles des arbres fertilisés ont des teneurs normales en azote, et en phosphore. Par contre, il apparaît dans les arbres non fertilisés des excès de phosphore et de potassium. Pour le potassium, ceci s expliquerait par la faible fructification de ces clémentiniers qui ont de ce fait probablement mobilisés de faibles quantités de cet élément. La carence en potassium dans les feuilles des arbres fertilisés s explique certainement par un blocage du potassium en raison des excès de magnésium dans le sol, excès que l on retrouve dans la feuille. 14

15 Conclusions de l essai Au cours de cet essai, des différences entre bloc ont été observées sur l ensemble des variables observées, différences plutôt marquées en comparaison aux premières années de l expérimentation. La modalité «75% minéral organique» se distingue notamment des autres modalités par sa forte précocité, son rendement très élevé, ses fruits plus petits, plus juteux et plus sucrés (en comparaison avec des fruits de même calibre). Sur ce bloc, les arbres semblent alterner. Ce phénomène peut être favorisé par un mauvais fonctionnement du sol entraînant un mauvais fonctionnement racinaire. Le facteur «type de fertilisant» ne paraît pas être incriminable. L observation des dynamiques des nitrates et phosphates, éléments mobiles, montre des teneurs élevées en fin d hiver. On peut émettre l hypothèse que les pluies hivernales, et les mouvements d eaux associés, ont entraîné ces éléments vers le point le plus bas de la parcelle, où se situe précisément le bloc non fertilisé. L hétérogénéité de la parcelle serait, en partie au moins, due à sa faible pente, et à la présence d une lame d eau perpendiculaire à la parcelle. Ainsi, les différences entre modalités fertilisées, n apparaissent pas imputable directement aux facteurs étudié, mais pourrait être dû à une hétérogénéité parcellaire qui s est amplifiée au cours des années. En effet, avant la mise en place de l essai en , un expert agronome avait été consulté afin de mettre en place un dispositif adapté. Cette hétérogénéité n avait pas été décelée. Seuls les arbres de la modalité fertilisée présentent des différences propres à leur carence : rendement très faible, fruits acides et peu sucrés. Concernant la problématique centrale de l essai, l acidité des fruits, et malgré l absence d homogénéité parcellaire, l absence de différence entre modalités fertilisées depuis plusieurs années, semblent indiquer une absence d impact du facteur «type de fertilisant» sur cette variable. D autres pistes seraient à explorer, notamment le fractionnement des engrais qui diffère souvent entre agriculture conventionnelle et biologique. En effet, en AB, pour répondre aux particularités des engrais organiques, les agriculteurs ont tendance à fractionner leurs apports en quatre plutôt qu en trois. Enfin, l acidité relativement faible des fruits des arbres fertilisés semble pouvoir s expliquer par un blocage du potassium en raison d excès de magnésium dans le sol. Une réponse à apporter serait l application d engrais foliaires à base de potassium. 15