Comment gérer la fertilisation azotée pour maîtriser la teneur en protéines?

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1 Comment gérer la fertilisation azotée pour maîtriser la teneur en protéines? Jean-Pierre COHAN et collègues des départements Recherche et Développement et Actions Régionales ARVALIS-Institut du végétal

2 Les leviers «fertilisation N» à disposition Pré-floraison Dose totale : X + OAD Fractionnement Forme d engrais N Post-floraison Quel effet? Quelle forme d engrais? Contraintes et opportunités liées à la réglementation

3 Essais (France entière) Comparaisons à dose totale N identique Nb de comparaison par stade du 3 ème apport : Z32 = 146 Z37 = 206 Z39 = 212 Z45 = 143 Z48-55 = 62 Modalités de fractionnement RDT [3 APP 2 APP] (q/ha 15% H.) Report de 80 kgn/ha au lieu de 40 kgn/ha? q/ha et % Prot (1) mais forte variabilité des résultats. (1) Moyennes de 90 comparaisons pour un 3 ème apport de Z32 à Z45 Effet du stade du 3 ème apport à 40 kgn/ha 2 nœuds Dernière feuille pointante Dernière feuille étalée Gonflement Fin gonflement - Epiaison PROT [3 APP 2 APP] (%) Stade d application du 3 ème apport

4 Essais 2000 à 2002 au voisinage de l optimum N Comparaisons à dose totale N identique Z32 Nb de comparaison N=65 N=16 Modalités de fractionnement 2 noeuds Z37 Z39 Dernière feuille 80 3 ou 4 apports? Z55 épiaison Z65 floraison rendement (q/ha) protéines (%) référence N=

5 Fractionnement et type de protéines Proportions dans les protéines totales Evolution du taux de protéines et de chacune des fractions 11 sites * années 1998 et 99 HPLC Protéines (%) Gluténines Gliadines Protéines solubles Augmentation de la dose d azote par un 3 ème apport = +1,6 +1,9-1,8 Fractionnement en 3 apports au lieu de 2 = +0,4 +0,4-0,4 Le fractionnement n augmente pas le taux de protéines solubles. Il permet aussi la formation de plus grosses protéines.

6 Fractionnement : une pratique en place Enquête ARVALIS Nord Loire (1) 90 % des parcelles de blé tendre avec au moins 3 apports Pratique bien implantée sur le terrain Enquête ARVALIS Sud Loire (2) (1) 200 agriculteurs enquêtés annuellement depuis 2001 (2) 200 agriculteurs enquêtes annuellement depuis 2004

7 Ajustement de la dose montaison N1 Valeur prédictive (X - 40) N2 "MODELE" (Bilan azoté) N "INDICATEUR" JUBIL : NTESTER : FARMSTAR : Recalage du modèle Règles de décision «rendement» ou «protéines»

8 Pilotage et réglementation Lien avec la réglementation Directive Nitrates : Ce que disent les textes Source : Arrêté du 19 décembre 2011 relatif au programme d actions national à mettre en œuvre dans les zones vulnérables afin de réduire la pollution des eaux par les nitrates d origine agricole / Article III.3 Le recours à un outil de pilotage est recommandé par la réglementation et est un des seuls moyens donnés aux agriculteurs pour ajuster en cours de campagne la dose d azote aux besoins réels de ses cultures.

9 Pilotage : une pratique à promouvoir Enquête ARVALIS Nord Loire (1) 30 à 40 % des parcelles de blé tendre pilotés Étant donné la gamme d OAD disponible, des marges de progrès sont possibles. Enquête ARVALIS Sud Loire (2) (1) 200 agriculteurs enquêtés annuellement depuis 2001 (2) 200 agriculteurs enquêtes annuellement depuis 2004

10 Résultats obtenus à la dose optimale d ammonitrate en comparaison avec la même dose de solution azotée (sur tous les apports) Rdt Forme d engrais AMMO vs SOL N PROT sols calcaires sols calcaires sols limoneux sols limoneux En moyenne En moyenne Gain avec l ammonitrate Gain avec l ammonitrate q/ha en sols limoneux % en sols limoneux q/ha en sols calcaires % en sols calcaires Synthèse pluri-annuelle de 120 essais dont 78 en limono-argileux ITCF - HAF

11 Forme d engrais AMMO vs SOL N Rdt [SOL N]-[AMMO] Ts types de sol RDT (q/ha) -1.08*** TX PROT (%) -0.40*** PROT Essais comparaisons AMMO/SOL N sur le 3 ème apport Sols limoneux et calcaires Test statistique de Fisher par modèles emboîtés en référence à AMMO : différence significative à 1% (***), 5% (**), 10% (*). NS = non significatif.

12 Forme d engrais AMMO vs UREE Rdt [UREE]-[AMMO] Ts types de sol Sols non calcaires Sols calcaires RDT (q/ha) -1.9*** -1.3*** -5.1 TX PROT (%) -0.17** -0.17* PROT Test statistique de Fisher par modèles emboîtés en référence à AMMO : différence significative à 1% (***), 5% (**), 10% (*). NS = non significatif. 28 essais Sur tous les apports Sols limoneux et calcaires

13 Forme d engrais AMMO vs UREE Rdt [UREE]-[AMMO] RDT (q/ha) Ts types de sol NS TX PROT (%) -0.11** PROT Essais comparaisons AMMO/UREE sur le 3 ème apport Sols limoneux et calcaires Test statistique de Fisher par modèles emboîtés en référence à AMMO : différence significative à 1% (***), 5% (**), 10% (*). NS = non significatif.

14 Forme d engrais NEXEN vs autres formes Rdt (q/ha 15% hum) Tx Prot (%) Comp/AMMO UREE SOL N NEXEN Rdt (q/ha) -2.3 NS -5.7 NS 0.3 NS Tx Prot (%) -0.4*** -0.7** 0.0 NS QN grain (kgn/ha) -10 ** -18** 0 NS Nb essais 8 (9 pour Rdt) 5 10 (11 pour Rdt) Test statistique en comparaison avec la référence AMMONITRATE *** différence significative à 1% ** différence significative à 5% * Différence significative à 10% NS Différence non significaive QN grain (kgn/ha) Comparaisons à dose unique inférieure à l optimum (X-100 à X-40 kgn/ha selon les essais) Essais ARVALIS 2012 et 2013 (31, 45, 51, 55, 56), CA (37), ACOLYANCE 2013 (02, 51) et VIVESCIA 2013 (51) Sols : Craie (5 essais), limon et limons argileux (6 essais) Espèces : 3 essais blé dur d hiver, 8 essais blé tendre d hiver Comparaisons sur tous les apports (2 ou 3)

15 Forme d engrais Mécanismes de l absorption foliaire Interception Absorption Translocation Dépend du stade (couverture et biomasse) : 2N : env. 30 % Epiaison : 60 à 80 % Gooding, 2005 Traversée de la cuticule : N : 30 à 70 % Importance de l hygrométrie Genter, 1998 Effet forme de l azote : Urée > NH4 > NO3 Tan, 1999

16 Nombre de jours suivis par au moins 15 mm de pluie dans les 15 jours suivants Avril Mai Juin Pluviométrie post-apport Fréquentielles sur 20 ans ( ). 422 postes météo (METEO-France, SRPV, CETIOM, INRA, ARVALIS). Méthode d interpolation : inverse de la distance (puissance 2, 5 voisins). SIG CARTAM V2 (Arvalis/ESRI). Décile 2 Médiane Décile 8

17 Forme d engrais Engrais foliaires fin montaison en substitution du 3 ème apport engrais classique Rdt /AMMO Rdt (q/ha) Tx Prot (%) 0.6 NS -0.3*** Test statistique en comparaison avec la référence AMMONITRATE *** différence significative à 1% ** différence significative à 5% * Différence significative à 10% NS : Différence non significative Interaction fractionnement Tx Prot 11 essais Comparaisons (à dose totale N identique) d un apport foliaire (dose préco firme) et d un apport au sol sous forme ammonitrate en fin de montaison (40 kgn/ha)) Rappel : Si le manque de pluie pénalise l absorption des engrais au sol, il pénalise aussi souvent l absorption foliaire (stress hydrique, faible hygrométrie )

18 Peu ou pas d effet rendement Apport N Tardif Différences moyennes significatives au seuil de 5 % (test méthode des couples) Effet taux de protéines : jusqu à % en bonne conditions de valorisation PROT [X+20 kgn/ha X] (%) X pilotée + 20 kgn/ha SOL N post-épiaison Dose X pilotée + 20 kgn/ha tardif Pratiques proscrites par le cadre national Directive Nitrates X pilotée + 20 kgn/ha AMMO post-épiaison X pilotée + 20 kgn/ha AMMO gonflement 14 essais Bonnes conditions de valorisation dans la plupart des cas

19 Quid des stimulateurs physio? Peu ou pas d éléments minéraux apportés Action du principe actif sur des processus liés au métabolisme carboné et azoté 2 types de proposition technologique : Ajout à l apport N classique montaison (exemples : APPETIZER de GOEMAR, gamme FERTILEADER de TIMAC AGRO ) Apport solo tardif (exemples : MEGAFOL PROTEIN de VALAGRO, ) Produits en cours d évaluation en

20 Quel effet des apports de soufre? 2 essais essais Quand l apport de soufre n a pas d effet sur le rendement, il n a pas d impact sur la teneur en protéines du grain (même en cas d apports tardifs). Quand l apport de soufre a un effet sur le rendement, l impact peut être négatif sur la teneur en protéines par effet dilution en raison de la levée d une facteur limitant sur le rendement. Conclusion : Selon les références expérimentales acquises, les apports de soufre ne peuvent être considérés comme un levier pour agir sur la teneur en protéines du grain.

21 Sur le fractionnement En conclusion La pratique est bien implantée pour des apports jusqu à gonflement. Des apports plus tardifs se heurtent à 2 difficultés : 1. Pénalisation de la production avec une dose X prévisionnelle contingentée principalement par un besoin lié à un objectif de rendement (sauf dans certains cas de pilotage) 2. Conditions de valorisation plus aléatoire Sur le pilotage La pratique est à promouvoir car la France présente l avantage de disposer de plusieurs outils ayant acquis de l expérience depuis de nombreuses années et pouvant couvrir à eux tous la plupart des situations. Sur les formes d engrais Des différences moyennes existent mais sont avant tout le reflet des sensibilités des formes d engrais à des conditions d applications difficiles. Le 1 er levier est donc leur optimisation, et un éventuel ajustement de dose. Un changement de forme d engrais peut être envisagé dans les situations les plus à risques, en prenant en compte les autres facteurs induits (coût, disponibilité ).