Epandage d engrais de ferme : Outils d amélioration dans la connaissance des quantités épandues. Synthèse d expérimentations sur le terrain

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1 Earth & Life Institute - Pôle agronomie Epandage d engrais de ferme : Outils d amélioration dans la connaissance des quantités épandues Synthèse d expérimentations sur le terrain Imbrecht Olivier (1), De Toffoli Marc (1), Lambert Richard (1,2), (1) Université catholique de Louvain Earth and Life Institute agronomy Place Croix du Sud, 2 boîte L Louvain-la-Neuve (2) Centre de Michamps asbl Horritine, Michamps Dossier UCL

2 Table des matières 0 Introduction Objectif Descriptif du matériel Les pèses essieux Le dispositif «ensemble de bacs» Le dispositif «bâches de 1m 2» Expérimentations Limelette, mars Matériel, méthode, résultats, interprétations des résultats 3.2 Bomal sur Ourthe, février Matériel, méthode, résultats, interprétations des résultats 3.3 Michamps, avril Résultats des échantillonnages d'effluents Lisier de bovin.11 Résultats et conclusions Fumier de bovin en stabulation 13 Résultats et conclusions Fumier de bovin tas au champ.14 Résultats et conclusions Démonstration.16 4 Conclusions.18 Dossier UCL

3 0 Introduction Pour réaliser un conseil de fertilisation azotée raisonnée avec épandage d engrais de ferme, il est indispensable de connaitre la quantité et la teneur des effluents épandus. Pour les engrais de ferme solides, la quantité épandue est parfois très mal connue ou estimée par les utilisateurs. La composition d un fumier étant très variable (Tableau 1). Tableau 1. Teneur en azote en % de la matière fraiche (extraction de la base de données Réquasud 2010 (dossier UCL 10-31) N Catégorie animale Type d'effluent Nombre d'échantillons Moyenne EcT Médiane Minimum Maximum Fientes séchées 17 2,53 0,95 2,73 0,86 3,87 Volaille Fientes humides 35 2,26 1,01 2,21 0,75 4,59 Fumier 5 2,44 1,20 2,28 1,38 4,47 Fumier «sec» 120 0,59 0,20 0,55 0,29 1,30 Bovin Fumier 243 0,60 0,18 0,57 0,30 1,47 Lisier 90 0,37 0,17 0,33 0,08 0,83 Equin Fumier 8 0,56 0,15 0,54 0,36 0,81 Porcin Fumier 13 1,06 0,27 1,05 0,66 1,48 Lisier 83 0,56 0,34 0,52 0,01 2,38 Dans ce contexte, des outils de mesures doivent être développés et validés par des expérimentations de terrain. 1 Objectif Expérimenter différentes techniques permettant de quantifier les engrais de ferme épandus. Actuellement par rapport à une consigne d épandage déterminée, peu d agriculteurs arrivent à respecter la quantité fixée ( Figure 1) Figure 1 Comparaison de 4 épandages de compost de fumier de bovin (consigne de départ 15T/ha) Dossier UCL

4 2 Descriptif du matériel 2.1 Les pèses essieux Photo 1 Pèse essieu Photo 2 Pèse essieu Un pèse essieu est constitué de 2 plaques eu aluminium, équipée de capteurs de poids, reliées à un boitier électronique. Le poids total d un charroi est déterminé par pesée de chaque essieu. Ce dispositif est adapté pour des charrois de 2 à 5 essieux. 2.2 Le dispositif «ensemble de bacs» Photo 3 Dispositif de pesée de lisier avec 6 bacs en plastique Ce dispositif est constitué de 6 bacs en plastique de 33cm/50.5 cm soit 1m2 Il peut être utilisé pour la pesée d effluents solides et liquides. Dossier UCL

5 2.3 Le dispositif «bâches d 1 m 2» Photo 4 Dispositif avec 5 bâches de 1m2 Ce dispositif est constitué de bâches plastiques carrées de 1m/1m fixées au sol avec des piquets et placées à l intérieur d un cadre en bois d 1m/1m. L utilisation de 5 bâches par dispositif permet d obtenir des indications sur la régularité de l épandage, et des mesures permettant une extrapolation à l hectare rapide (x2=>t/ha). Cette méthode ne permet pas de quantifier un effluent liquide. Dossier UCL

6 3 Expérimentations 3.1 Limelette, mars 2009 Matériel : Méthode : - 2 épandeurs à fumier (Type :moulins verticaux) - Pesons AgriPesage (modèle PEX20) - Fumier de bovins (Tas1) - Mélange fumier de bovins + fumiers de volaille (Tas2) - Fumier de poulets (Tas 3) - Des pesées d épandeurs de fumier ont été effectuées avec les pèses essieux afin de déterminer la quantité de fumier de bovins épandues par parcelle. - Le volume de chargement des épandeurs était identique. - Les 3 tas de fumiers ont été répartis sur 5 parcelles. - Les quantités épandues par parcelle ont été déterminées par pesée lors de chaque épandage. - Les effluents ont été analysés avant l épandage (avec répétitions des échantillonnages). - 1 ère opération : détermination des tares des épandeurs - 2 ème opération : pesée des épandeurs chargés - 3 ème opération : détermination de la quantité épandue/ha Résultats Tableau 1 Pesées de terrain Limelette 2009 moyenne tare épandeur pesées tare ép1: tare épandeur volume épandeur 13, Nom superficie épandeur1 épandeur2 total épandu sur la parcelle kg/ha kgntot/t (analyse) kgn/ha kgneff/ha Poids brut Poids net Poids brut Poids net Gothal Tas 3 0, , chemin de NivellesTas 2 5, moyenne: , derrière poulallier Tas1 1, moyenne: , face poulallier Tas1 1, moyenne: , coté poulallier Tas1 0, , Dossier UCL

7 Interprétations des résultats : - Le poids net d un épandeur varie peu, à condition que le chargement de celui soit homogène (- de 10% d écart-type) - Le poids net d un épandeur dépend de la matière chargée : Epandeur 1 Tas 1 => +/- 9T/ép Epandeur 1 Tas 2 =>+/- 11T/ép - Si la teneur de l effluent est connue avant l épandage, la quantité de Ntot/ha ou Neff/ha peut être déterminé au moment de l application. - La saisie des données et l interprétation des pesées sur le terrain permettent de moduler la répartition des effluents sur l ensemble des parcelles. - Cette technique permet à l agriculteur, voire à l entrepreneur d ajuster par la suite ses réglages d épandeurs pour un meilleur respect des consignes d épandages et des normes du PGDA. 3.2 Bomal sur Ourthe, février 2011 Matériel : Méthode : - 1 épandeur à fumier à moulins horizontaux et plateaux d épandage. - Pesons AgriPesage (modèle PEX20) - 6 bacs en plastics représentant 1m 2-4 bâches plastiques d 1 m 2 - Une balance portable de terrain - 1 décamètre - 1 tas de fumier de bovins - 3 outils ont été testés pour déterminer la quantité de fumier de bovin épandu (les pèses-essieux, les bacs et les bâches) - L épandage a été réalisé par un double passage aller-retour (redoublement pour une meilleure répartition). - Les bâches et les bacs ont été disposés aléatoirement sur la parcelle (Photo 5) Dossier UCL

8 Photo 5 - Les pesées des bâches et des bacs ont été répétées une 2ème fois - Avant l épandage, la tare et les pesées des épandeurs chargés ont été réalisées avec les pèses-essieux. - Les bacs comme les bâches ont été pesées séparément. - La surface couverte par l épandage a également été mesurée. Résultats : Tableau 2 Pesées de terrain, Bomal 2011 tare épandeur kgs Passage sur pesons longueur largeur tracteur épandeur poids épandu (kgs) t/ha kgntot/t kgn/ha kgneff/ha Ess. Av. Ess. Arr. Ess. Av. Ess. Arr , , , , , total 1, , passage1 aller-retour passage2 aller-retour Bacs (6bacs=1m2) g/bac net (gr)) g/bac net (gr)) tare bac (gr) somme 2460 somme t/ha 38 t/ha moyenne : 31 t/ha passage1 aller-retour passage2 aller-retour Bâches (1m2/bâche) g/bâche net (gr)) g/bâche net (gr)) tare bäche (gr) moyenne: 2442,5 moyenne: 3288,75 24 t/ha 33 t/ha moyenne : 29 t/ha sac brut: 2,45125 kg/m² Interprétations des résultats : - Les 5 épandeurs de fumier, après passage sur les pesons, représentaient un tonnage de 60.65T (poids net). Le fumier a été épandu sur une surface calculée de 1.95 ha, soit 31T/ha. Dossier UCL

9 - Les quantités/ha obtenues avec les bacs et les bâches sont différentes d une répétition à l autre (24-25T/ha et 33-38T/ha). - Néanmoins les moyennes pour les bacs et pour les bâches (31 et 29 T/ha) sont en adéquation avec la valeur obtenue avec les pesons (31T/ha). - L agriculteur estimait épandre 38T/ha, les mesures effectuées ont donnés 31T/ha. En quantité d N /ha comme la valeur du fumier est de 5.88 Kg/T, cela représente une différence 41 kg Norg/ha. 3.3 Michamps, avril 2012 Introduction : En avril 2012, une journée organisée en collaboration avec le Centre d analyses de Michamps (CEMI), a permis à de nombreux conseillers de terrain, de se familiariser avec les différentes méthodes et outils développés pour quantifier ou échantillonner les effluents d élevage. La matinée fut consacrée à la restitution des résultats des journées d échantillonnage d effluents du 4 et 5 octobre 2011 (Photo 8) Ce fut également l occasion d échanger sur les méthodes utilisées par les différents laboratoires, les centres d action Nitrawal et les membres scientifiques de la structure. 3 effluents avaient été échantillonnés par les participants : - Lisier de bovin - Fumier de bovin en stabulation - Fumier de bovin tas au champ La deuxième partie de la journée a été consacrée à une démonstration de différentes méthodes de mesure des quantités épandues (fumier) par pesée (2 types de pesons) et par pesée sur le champ (2 méthodes) (Photo 6 et 7) Dossier UCL

10 Photo 6 Photo 7 Photo 8 Photo 10 Dossier UCL Photo 9 Photo 11 10

11 Photo 12 Photo Résultats des échantillonnages d effluents Lisier de bovin Résultats : Tableau 3 MS % N T % N-NH4 % K mg/100g P mg/100g A * 7,4 0,36 0, , ,48 B 7,91 0,38 0,2 4082,54 750,36 A* 6,97 0,38 0, ,32 911,09 Michamps 7,15 0,38 0, ,74 969,81 Michamps 7,09 0,39 0, ,41 933,38 C 7,53 0,4 0, , ,74 D 7,34 0, ,83 Michamps 7,13 0,41 0, ,07 997,53 Michamps 6,92 0,42 0, ,39 976,61 Moy 7,27 0,39 0, ,25 981,81 min 6,92 0,36 0, , max 7,91 0,42 0, , ,48 ecart-type 0,31 0,02 0,02 426,57 55,39 cv 0,04 0,05 0,13 0,09 0,06 * Les participants non rattaché à un laboratoire ont fait analyser leurs échantillons au CEMI Dossier UCL

12 Conclusions : - 5 participants ont échantillonnés la citerne de lisier de bovin (préalablement homogénéisé) avec leur matériel de prélèvement. - Les valeurs obtenues pour l Ntot et la MS sont proches des moyennes, les coefficients de variations sont faibles. (4% pour la MS, 5% pour l azote total) - Les coefficients de variations sont plus élevés pour le NH4, le potassium et le phosphore (13%, 9%, 6%). - Les valeurs min et max en NH4 ont été obtenues chez l échantillonneur A. - Les valeurs min en P et en K ont été obtenues chez l échantillonneur B. - La valeur en rouge n est pas prise en considération pour les calculs statistiques (test de Dixon 5%). Dossier UCL

13 Fumier de bovin en stabulation Photo 14 Photo 15 Résultats : Tableau 4 N T % N-NH4 % K mg/100g P mg/100g A 0,56 0, ,74 917,33 A 0,6 0, ,72 805,79 Michamps 0,67 0, ,25 E 0, ,00 560,87 F* 0,68 0, ,79 572,23 A 0,68 0, ,17 842,94 Michamps 0,69 0, ,17 577,12 Michamps 0,71 0, ,29 528,58 Michamps 0,72 0,1 3007,97 486,38 Michamps 0,75 0, ,56 602,06 Michamps 0,76 0, ,6 550,32 E 0,8 2983,33 595,65 Michamps 0,82 0, ,9 521,57 Michamps 0,82 0, ,42 619,98 Michamps 0,85 0, ,87 549,75 Michamps 0,87 0,1 3075,46 558,1 Michamps 0,89 0, ,57 506,79 Michamps 0,91 0,1 3324,67 538,63 Michamps 0,96 0, ,17 564,52 E 0, ,33 613,04 C 1,14 0, ,25 351,06 D 1, ,56 480,06 Moy 0,77 0, ,84 542,21 min 0,56 0, max 0,96 0, ,98 ecart-type 0,11 0,02 490,37 60,80 cv 0,15 0,24 0,11 0,07 * Les participants non rattaché à un laboratoire ont fait analyser leurs échantillons au CEMI Dossier UCL

14 Conclusions : - 6 participants ont échantillonnés le fumier en stabulation avec leur matériel de prélèvement. - Les valeurs obtenues par l échantillonneur A posent problème : Les valeurs PK sont trop élevées par rapport à la moyenne (cfr valeurs en rouge tableau 4). Les valeurs d Ntot sont trop faibles par rapport à la moyenne (cfr tableau 4). Il y a clairement un problème au niveau de l échantillonnage ou de l analyse. - Les valeurs obtenues par l échantillonneur C posent également problème : Les valeurs PK sont trop faibles par rapport à la moyenne (cfr tableau4). Les valeurs d Ntot sont trop élevées par rapport à la moyenne (cfr valeurs en rouge dans tableau) Il y a aussi clairement un problème au niveau de l échantillonnage ou de l analyse. - La valeur en Ntot pour l échantillonneur D est 2 fois supérieur à la moyenne. Il s agit certainement d un problème à l analyse ou au sous-échantillonnage avant l analyse. - Les valeurs en rouge ne sont pas prises en considération pour les calculs statistiques (test de Dixon 5%). - La grande variabilité des valeurs peut s expliquer par la diversité du matériel de prélèvement utilisés (Tarrière, fourche, sonde à dents,sonde à fourrage,sonde pédo) Fumier de bovin en tas au champ Photo 16 Photo 17 Dossier UCL

15 Résultats : Tableau 5 Laboratoire méthode MS % N T % N-NH4 % K mg/100g P mg/100g Michamps méthode 4/4 23 0,63 0, Michamps METHODE 4/4 22 0,65 0, Michamps METHODE 4/4 20 0,65 0, Michamps METHODE 4/4 20 0,66 0, Michamps FOURCHE 22 0,66 0, C 23 0,67 0, C 23 0,69 0, Michamps SONDE A DENTS 22 0,7 0, F* N W FBC ,72 0, F* N W FBC ,74 0, Michamps TARRIERE II 24 0,74 0, Michamps METHODE 4/4 22 0,74 0, Michamps méthode 4/4 25 0,75 0, Michamps FOURCHE 21 0,75 0, A 24 0,76 0, Michamps TARRIERE 22 0,78 0, Michamps SONDE A DENTS 22 0,78 0, E 24 0, E 22 0, Michamps méthode 4/4 24 0,84 0, A 22 0,84 0, F* N W FBC ,87 0, Michamps méthode 4/4 23 0,89 0, Michamps TARRIERE I 27 0,91 0, A 28 0,91 0, B FOURCHE , E 24 1, D 23 2, Moy 23,18 0,78 0, ,75 704,43 min 20 0,63 0, max 28 1,06 0, ecart-type 2,02 0,11 0,06 522,28 93,51 cv 0,09 0,14 0,60 0,13 0,13 * Les participants non rattaché à un laboratoire ont fait analyser leurs échantillons au CEMI Conclusions : - 7 participants ont échantillonné le fumier en tas avec leur matériel de prélèvement. - La valeur en Ntot pour l échantillonneur D est 3 fois supérieure à la moyenne. Il s agit certainement d un problème à l analyse ou au sous-échantillonnage avant l analyse. - Les valeurs obtenues par l échantillonneur B posent problème : Dossier UCL

16 Les valeurs PK sont trop élevées par rapport à la moyenne (cfr valeurs en rouge dans tableau5) La valeur Ntot est trop élevée par rapport à la moyenne. - Les valeurs en NH4 les plus élevées sont obtenues par l échantillonneur C. - Les valeurs en rouge ne sont pas prises en considération pour les calculs statistiques (test de Dixon 5%) Démonstration Photo 18 Photo 19 Photo 20 Matériel : - 1 épandeur à fumier à moulins horizontaux. - Fumier de bovins - 6 bacs en plastique représentant 1m2 au total - 4 bâches plastiques d 1 m2 représentant 4 m2 au total (Photo 18) - Une balance portable de terrain (Photo 19) - 2 Pesons : AgriPesage (modèle PEX20) + Pèse essieu du CEMI (Photo 20) Dossier UCL

17 Observations et conclusions : - La quantité épandue mesurée par la méthode des «bacs» et des «bâches», était respectivement de 31.7T/ha et 32.8 T/ha. - Une répétition des mesures a confirmé les valeurs initialement mesurées ( 32.1 T/ha et 32.3 T/ha). - Remarque : En cas de répétition des mesures, il faut veiller que l ensemble des paramètres liés à la première mesure soit identique. o Le sens d épandage si le terrain est légèrement en pente o La vitesse d épandage (la charge de l épandeur peut faire varier la vitesse) o La disposition des bacs ou des bâches o La composition du fumier. o Les conditions climatiques ( le vent, la pluie ) - De nombreux participants ont eu difficile d évaluer visuellement la quantité épandue. Les estimations annoncées variaient de 25T à 60T/ha. - La possibilité de prélever un échantillon représentatif pour l analyse, a été souligné lors de cette démonstration comme la nécessité de répéter l échantillonnage de l effluent. (3 à 4 échantillons/ effluent) - Avant l épandage, des pesées du charroi (tracteur+ épandeur avec fumier) avaient été réalisée avec les 2 pesons. Les 2 pesons de conception différente, l un permettant une pesée dynamique (pas d arrêt) et l autre une pesée statique (chaque essieu pesé séparément à l arrêt) ont donné la même valeur de 13.4T. - Cette démonstration et les échanges qui ont eu lieu entre participants ont permis de dégager quelques enseignements et réflexions : o L utilisation de pesons peut être problématique sur le terrain, s il n y a aucune surface dure et plane à proximité. La manutention de ceux-ci est difficilement envisageable par une personne et nécessite un moyen de transport adéquat. o Les méthodes «bacs» et «bâches» sont facilement appropriable. L investissement en matériel est raisonnable (sauf achat d une balance de terrain) et l utilisation assez aisée. o Même avec une bonne expérience de terrain, il est difficile d estimer visuellement une quantité épandue. D où l importance de connaitre avant, la composition du produit par des analyses répétées (teneur en MS par ex.). Dossier UCL

18 4 Conclusions - L utilisation d un moyen de quantification des effluents épandus est indispensable, l estimation visuelle étant trop approximative. - Les dispositifs «bac» et «bâches» permettent si les conditions d épandages sont optimales ( pas de vent, de pluies, vitesse constante ) de quantifier de manière assez précise la matière épandue. Les valeurs obtenues avec les 2 dispositifs sont très proche. Cependant la valeur moyenne d un ensemble de répétitions reste la valeur la plus fiable. - Comparaison des 3 outils testés : Transport du matériel Pèses essieux Dispositf "ensemble de bacs" Dispositif "bâches de 1m 2 Avantage Inconvénient Avantage Inconvénient Avantage Inconvénient Véhicule adapté,matériel encombrant ok peu encombrant Ok pour les bâches et la balance de terrain Cadre en bois encombrant (sauf cadre en tube PVC démontable) Manutention du matériel Peu aisée, matériel lourd Facile Facile Mise en place du matériel sur le terrain Surface plane et dure Facile Facile Nature de l'effluent effluents solides et liquides effluents solides et liquides Solides Pas les liquides Influence des conditions climatiques peu d'influence sur la pesée Pas de pluies et de vent Pas de pluies et de vent Fiabilité de la valeur mesurée Répétitions de la mesure Très fiable Assez fiable Assez fiable Pas nécessaire Nécessaire Nécessaire Possibilité de prise d'échantillon pour analyse Au moment de l'épandage Au moment de la pesée Au moment de la pesée Coût du matériel Elevé peu élevé peu élevé - Les pèses essieux permettant une pesée dynamique du charroi ont l avantage de très peu ralentir le chantier d épandage. Le coût d épandage par entreprise étant souvent à l heure, l agriculteur est moins retissant à leur utilisation. 2 jeux de pèse essieu sont disponibles à l UCL. Dossier UCL