Recherches et innovations technologiques Drummondville 13 et 14 février 2012

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1 Optimiser les fertilisations : éléments clés de la qualité de la fraise Christiane Raynal Lacroix Qualité des légumes et petits fruits La qualité se décline sous différentes formes L intérêt vis à vis tel ou tel aspect est plus ou moins fort selon le maillon de la chaîne considéré, du producteur au consommateur Aspects qualité Visuelle Tenue en conservation Gustative Nutritionnelle Sanitaire Environnement Degré de sensibilisation des : producteurs Intermédiaires commerciaux (+) Consommateurs et citoyens (+) La qualité s élabore au champ La fertilisation, un facteur clef le producteur a un rôle actif sur le(s) résultat(s) qualitatif(s) 1

2 CARACTERISTIQUES DES MILIEUX NUTRITIFS Période de production Traitements nutritifs S1 (Témoin) S2 (+Ca) S3 (+K) S4 (CE) K/Ca K/Ca+Mg Fertilisation et qualité gustative Fraise (2/3) Impact de l équilibre K/Ca sur l acidité des fruits Variétés : Gariguette, Darselect, Cigaline Plantation en juillet, plants frigos K/Ca K/Ca+Mg Caractéristiques des milieux nutritifs S1 Témoin.9 75 S S K/Ca+Mg Volu ume NaOH N/1 (ml) Equilibre K/Ca et acidité des fruits - Var.Gariguette - 2 (24/4) 3 (1/5) 4 (8/5) 5 (15/5) 6 (22/5) S1 (tém) S2 (Ca) S3 (K) Semaines S2/S Sensibilité variétale à l équilibre K/Ca 2 (24/4) 3 (1/5) 4 (8/5) 5 (15/5) 6 (22/5) test sensoriel 2/5 sur Gariguette effectué dans la période du pic de production à 2 dates : les dégustateurs distinguent les fruits S2 des fruits S1. Gariguette Cigaline Darselect Semaines 2

3 Fertilisation et qualité gustative Fraise (3/3) Impact de l équilibre K/Ca sur l acidité des fruits Variété : Mara des Bois Plantation en février, tray plants K/Ca K/Ca+Mg Caractéristiques des milieux nutritifs S1 Témoin.9.7 S ère vague (14/5 au 15/6 -S2 à S24) 2 ème vague (16/6 au 24/8-S25 à S34) 15 Acidité (meq/1 1g) Témoin Ca Ca 8,5 me 1 9 S21 S23 S25 S27 S29 S31 S33 1 Indice de conservation var. MARA DES BOIS Indice conservation n S1 S2 S3 S4 4-mai 9-mai 15-mai 18-mai 22-mai Semaines 3

4 Acidité des fruits Sensibilité variétale à une pression de nutrition potassique S3/S Gariguette Cigaline Darselect Sem 3 (3/4 Sem 4 (7/5) Sem 5 (14/5) Sem 6 (21/5) Sem 7 (28/5) Acidité des fruits Sensibilité variétale à une pression de nutrition globale S4/S1 13 Gariguette 125 Cigaline 12 Darselect Sem 3 (3/4) Sem 4 (7/5) Sem 5 (14/5) Sem 6 (21/5) 4

5 Rendement, période significative, optimum de production Gariguette S1 S2 S3 S4 Cigaline S1 S2 S3 S4 Darselect S1 S2 S3 S4 Mara des Bois S1 S2 S3 S4 Rendement brut (g/plante) Rendement commercial (g/plante) % commercial Période production significative Optimum de production 3/4-28/ /5 3/4-1/ /5 4/5-1/ /5 3/4-1/ /5 Fertilisation et qualités nutritionnelles Fraise (1/3) Equilibre K/Ca et teneur en vitamine C des fruits Variétés : Gariguette, Darselect, Cigaline, Mara des Bois Plantation en juillet, plants frigos K/Ca K/Ca+Mg Caractéristiques des milieux nutritifs S1 Témoin.9.75 S en relatif / S1-25% -1% -2% -2% 65 Gariguette Cigaline Darselect Mara des Bois L enrichissement en Ca de la solution entraîne la baisse de la teneur en vitamine C des fruits 5

6 Variété : Charlotte Fertilisation et qualités nutritionnelles Fraise (2/3) Azote et teneur en vitamine C des fruits milieux nutritifs (ppm) Plantation en février, tray plants Période végétative (fin fév àfinavr avr) Période floraison fructification (fin avr à mi sept) S2 168 S3 56 S5 84 S6 56 Teneur en acide ascorbique et acidité des fruits - Moyenne du 4/8 et du 11/ mg/1g fruits frais Vitamine C en 8. A B B B en meq/1g Acidité e. S2 12me / 12 me S3 12me /4me S5 6me / 6me S6 6me/4me. Moyenne Vit C Moyenne Acidité Teneur en vitamine C et acidité des fruits sous l influence du niveau d N Fertilisation et qualités nutritionnelles Fraise (3/3) Azote, polyphénols totaux, anthocyanes Polyphénols totaux Anthocyanes yphénols en m g /1g MF p oly cyanes en m g/1g M F antho S2 12meq / 12 meq S3 12meq /4meq S5 6meq / 6meq S6 6meq/4meq S2 12meq / 12 meq S3 12meq /4meq S5 6meq / 6meq S6 6meq/4meq 15/7/28 (plein pic de production) 15/7/28 (plein pic de production) 28/7/28 (début de la diminution de production) Les conditions de nutrition N «adaptées» à la variété Charlotte sont sans effet (seuil 5%) sur les teneurs en polyphénols totaux et en anthocyanes 6

7 Impact de l équilibre ammoniaco- nitrique en période végétative Intérêt de l azote ammoniacal en période végétative? sur le développement de la culture sur la production de fruits Conditions expérimentales Plantation en juillet Plants frigo Variétés : Gariguette, Cigaline, Darselect 4, plantes/m 2 Dispositif expérimental plan en blocs à 3 modalités «azote» et 2 répétitions, 4 plantes/parcelle élémentaire Traitements «azote» différenciés pendant la période végétative de la plantation (juillet) à la reprise des plantes en sortie d hiver (février) Equilibres ammoniaco-nitriques nitriques NO 3 : NH 4 V1 1 : V2 (témoin) 8 : 2 V3 6 : 4 7

8 Forme d azote et production de biomasse Poids de matière sèche relativement au témoin (%) Gariguette Poids de matière sèche relativement au témoin (%) Cigaline % / poids de S2 1 V1 8 V % / poids de S2 1 V1 V3 8 6, oct 28-janv 4-mars oct 28-janv 4-mars 22 Poids de matière sèche relativement au témoin(%) Darselect 1 8 V1 V oct 28-janv 4-mars 22 Forme d azote et production de biomasse (suite) Réaction négative du fraisier à : apport exclusif d azote nitrique forte proportion d azote ammoniacal quelle que soit la variété Mais : gradient de sensibilité Cigaline>Darselect>Gariguette 8

9 Forme d azote et production de fruits Ecart de production par rapport au témoin (S2) période de production : mois de mai Rende ement total/s2 (en %) Gariguette Cigaline Darselect V1 V3 Rendement (g/plante) * Variété encore en production fin mai Gariguette Cigaline Darselect S * Forme d azote et production de fruits (suite) Effet positif sur le rendement de l équilibre : 2% N-NH4 NH4 et 8% N-NO3 NO3 - Différences de rendement expliquées par» Le moindre nombre de fruits puis» La baisse du calibre Gradient de sensibilité : Darselect > Cigaline Gariguette Absence d avortement de fleurs effet de la forme d azote sur l initiation florale à l automne 9

10 Forme d azote et qualité des fruits Les critères analysés IR, pouvoir tampon des jus (ph 8,1 et 9,5), fermeté, aptitude à la conservation Effet majeur sur le niveau d acidité des fruits acidité (meq/1g) EV OLUTION DE L'ACIDITE DES FRUITS (POUV OIR TAM PON - ph 8,1-): GARIGUETTE S1 S2 S3 17,5 16,5 15,5 14,5 13,5 12,5 11,5 28/4/22 3/5/22 8/5/22 13/5/22 V1 V2 V3 Equilibre ammoniaco nitrique du milieu nutritif en période végétative Avantage de la forme ammoniacale dans le milieu (2% d azote ammoniacal) sur : Le développement de la plante Le niveau de production en fruits Gradient de sensibilité variétale : Darselect >Cigaline Gariguette L équilibre acide/sucre des fruits 1

11 D autres effets de l azote en culture du fraisier Défaut d azote Réduction du nombre de cœurs, donc du nombre de sites initiables à fleurs baisse du potentiel de production Excès d azote A l automne Mobilisation des ressources en C au profit du système foliaire. Limitation du potentiel en C des organes de réserve Sensibilité aux dégâts de gel Réceptivité aux parasites (ex : pucerons), maladies cryptogamiques (botrytis) et physiologique (tip burn) Retard dans l initiation florale Au printemps Déséquilibres végétatifs Fragilité des fruits avec réduction de leur aptitude à la conservation Acidité des fruits Répartition de la matière sèche dans la plante (en pour cent de la matière sèche totale) feuilles org. fructifères rhizomes racines radicelles 8 3 feuilles-org fructifères rhizomes-racines-radicelles

12 Poids relatif des systèmes aérien et racinaire selon la présence ou non d'azote en arrière saison matière sèche (%) système aérien N 14 N14 S matière sèche (%) système racinaire N 14 N14 S Poids commercial cumulé de fruits ndement commercial (g/plante) ren 1 9 N 14 A 8 N 14 S 7 6 B /4 14/4 21/4 28/4 5/5 12/5 19/5 26/5 2/6 A,B : groupes d'homogénéîté 12

13 Conclusions et perspectives Exigences des marchés, des consommateurs Evolution de la réglementation (protection de l eau, des ressources naturelles) Nécessaires adaptations des pratiques de production Qualité des produits : une réelle marge de manœuvre du producteur via la maîtrise des fertilisations, en particulier Mettre à disposition des références, des OAD Atit titre d exemple : Un outil de gestion des apports N, PILazo, propre aux cultures légumières et petits fruits Prélèvements en azote du fraisier Prélèvements globaux (kg N/ha) Gariguette 7 à 8 t MS Darselect (9 à 1 t MS) Cigaline (8,5 à 9,5 t MS) Ciflorette (6,5 à 7,5 t MS) Période Période de Total végétative floraison- production

14 Prélèvements en azote du fraisier Prélèvements en dynamique (kg N/ha/sem) Azote (kg g.ha -1.sem -1 ) azote PAR eau 1/9 27/9 25/1 13/12 21/2 12/4 6/ ) -1 ) PAR (1 - ².W.m².sem -1 Eau (m 3.ha -1.sem - La méthode PILazo appliquée au fraisier 14

15 Méthode PILazo Méthode de gestion raisonnée de l azote. Elaborée par le en lien avec l INRA de Bordeaux et d Avignon et la participation i des partenaires techniques. Applicable aux cultures légumières et au fraisier Principe : associe 2 outils «sol» et «plante» - Bilan azote simplifié avant plantation, semis Tenir compte des fournitures du sol pour définir la dose d engrais (complémentaire de l azote du sol) - Test NO3 plante en cours de culture (à des stades clefs, généralement) Apporter l azote en fonction des besoins exprimés par la culture. Méthode PILazo appliquée au fraisier (var. JC) Période végétative Bilan pour ajuster la fumure de fond Tests pétiolaires (3 à 5 d août à octobre) : s assurer que les besoins de la culture sont couverts parvenir à un niveau de reliquat faible avant l hiver : 1 à 3 U maxi Période floraison fructification Tests pétiolaires (5 environ) dès l apparition des JFA, en sortie d hiver fertiliser sur la base du minimum nécessaire : assurer le rendement sans effet pénalisant pour la qualité des fruits 15

16 Bilan simplifié avant mise en culture Principe et exemple Besoins (kg/ha) Fournitures du sol (kg/ha) Prélèvements en azote année 1 = 4 Réserve tampon = 2 Reliquats N min. avant plantation = 1 Minéralisation des matières organiques = 2 Solde du bilan = azote à apporter en complément de l azote du sol Bilan = (4 + 2) (1 + 2) = 3 kg d azote Lien entre fertilisation azotée et besoins de la culture au cours de son développement Comment raisonner les apports? moyens techniques pour juger de l état azoté de la culture Quel outil de diagnostic? test NO 3 : teneur en NO 3 des jus pétiolaires de JFA Quel outil de pilotage? du test NO 3 à la méthode PILazo 16

17 /l ) des sucs pétiolaires NO3( mg/ Diagnostic azote et Grille de décision PILazo Fraisier Variétés Darselect ; Mara des Bois Période de floraison - fructification févr 26-févr 8-mars 18-mars 28-mars 7-avr 17-avr 27-avr 7-mai 17-mai 27-mai Référentiel valeurs seuils nitrates NO3(m mg/l) Guide de ré-apports en azote Conseils d'apport (Kg/ha) deux 1ères sem. Semaines suivantes Unités Phosphate Nitrate Nitrate de Nitrate de d'azote d'ammoniaque de chaux potasse magnésie 12% N, 61% 15.5% N, 19% 13% N, 46% 11% N, 16% MgO 2 P2O Ca K2O /2 15/2 22/2 29/2 7/3 14/3 21/3 28/3 4/4 11/4 18/4 25/4 2/5 9/5 16/5 23/5 3/5 6/6 13/6 semaines sem 2 sem 3 sem 4 sem 1 sem2 sem 3 sem 4 sem 1 sem 2 sem 3 sem 4 sem 1 sem 2 sem 3 sem 4 sem 5 mois février mars avril mai Début Floraison NouaisonPremiers fruits rouges Exemple de grille de décision Grille de décision printemps Gariguette Cigaline - Ciflorette 12 NO3 (mg/l) Unités d'azote Conseils d'apport (Kg/ha) 2 premières semaines Semaines suivantes Phosphate d'ammoniaque 12% N, 61% P2O5 Nitrate de chaux 15.5% N, 19% Ca Nitrate de potasse 13% N, 46% K2O Nitrate de magnésie 11% N, 16% MgO X 1/2 8/2 15/2 22/2 29/2 7/3 14/3 21/3 28/3 4/4 11/4 18/4 25/4 2/5 9/5 16/5 23/5 3/5 6/6 13/6 2/6 27/6 semaines sem 1 sem 2 sem 3 Début sem floraison 1 sem 2 sem 3 Premiers sem 4 sem 1 sem 2 sem fruits rouges sem 1 sem 2 sem 3 sem 4 3 sem 4 mois sem 4 mars avril sem 5 Début floraison Premiers fruits rouges 17

18 Tests nitrates en cours de culture et grilles de décision 1 grille d automne : Gariguette, Cigaline, Darselect, Mara des Bois, Elsanta, Pajaro 4 grilles de printemps Gariguette, Cigaline, Ciflorette Darselect,, Mara des Bois Elsanta Pajaro Grille de décision : outil d aide à l ajustement des apports azotés NO3(mg/l) Semaines Mois TENEUR EN NITRATES DES JUS PETIOLAIRES Gariguette- Cigaline- Darselect- Mara des bois- Elsanta- Pajaro (Plantation été- Plants frigo) -Période végétative- Conseils d'apport (Kg/ha) Unités d'azote Nitrate de chaux 15.5% N, 19% Ca Ammonitrate 33.5% N sem 3 sem 4 sem 1 sem sem 3 sem 4 sem sem 2 sem 3 sem 4 sem 1 sem 2 sem 3 sem août septembre octobre novembre 18

19 NO3(mg/l) semaines mois Grille de décision : outil d aide à l ajustement des apports azotés TENEUR EN NITRATES DES JUS PETIOLAIRES Période de floraison - fructification Var. Darselect Unités d'azote deux 1ères sem. Phosphate i d'ammoniaque 12% N, 61% P2O Conseils d'apport (Kg/ha) Semaines suivantes Nitrate de chaux 15.5% N, 19% Ca Nitrate de potasse 13% N, 46% K2O /2 15/2 22/2 29/2 7/3 14/3 21/3 28/3 4/4 11/4 18/4 25/4 2/5 9/5 16/5 23/5 3/5 6/6 13/6 sem 2 sem 3 sem 4 sem 1 sem2 sem 3 sem 4 sem 1 sem 2 sem 3 sem 4 sem 1 sem 2 sem 3 sem 4 sem 5 février mars avril mai Nitrate de magnésie 11% N, 16% MgO Début Floraison NouaisonPremiers fruits rouges Guide pratique d utilisation du test pétiolaire nitrates Heure de prélèvement 1ere moitié de la matinée Nombre de pétioles 5 pétioles de jeunes feuilles adultes Conditionnement-Conservation Conservation Délai d analyse Feuilles mises en sachet plastique dans une glacière, sur le terrain Pétioles séparés des limbes juste avant analyse Echantillons stockés à 4/5 C dans la journée ou congelés pour analyse différée Analyse/diagnostic,5 ml Fractionner les pétioles (morceau de 1cm environ) Presser les fragments Jus dilué au 1/1 ème Mélanger par 3 ou 4 retournements successifs du tube Couper le pétiole Récupérer le jus en maintenant Prélever 1 ml (ou.5 ml) la pression sur les pétioles de jus brut et ajouter 9 ml (ou 4.5) d'eau déminéralisée ou distillée 19

20 Perspectives à moyen / long terme La méthode aujourd hui = tests plante + bilan N, l indicateur de l état N = [NO 3 ] pétiolaire Etudes prospectives sur les tests optiques (mesures indirectes de l état N des cultures / test NO3 qui est une mesure directe) Agriculture de précision Enrichir la partie «Bilan N» de la méthode : meilleure approche des fournitures du sol pour accroître les performances de PILazo base de données sur la valeur nutritive des produits organiques les plus représentés en cultures légumières et leur dynamique de minéralisation Les MO, source d azote minéral pour les cultures Apports appropriés conditionnés à la connaissance de leur valeur nutritive: - Quelle quantité d azote sera libérée? - Quelle sera la dynamique de minéralisation? Des références à bâtir Des données pratiques à diffuser 2

21 Composition chimique N total (g/1 g produit sec) Guanomag Engrais organiques 87% 8.7 Orgaliz B+ 1.1 % Orgafor 5 % 2.8 % 1.8 % Cedabior Soies de porc Déchets verts + fumier bovin Amendements organiques 6,3 % 3,7 % 1,3% 49,6 % 21,1 % 7,9 % Déchets verts + fientes 4,2 % Déchets verts + fumier cheval Fumier neuf cheval Fumier cheval Compost fumier cheval 4 sem Fumier cheval composté 7/3/5 Vegor 7 2,8 % 34,7 % 9,2 % Compost déchets verts + fientes Fumier volailles composté X% : pourcentage d N minéral Source: Fertiagribio Minéralisation de l azote organique des produits Fertilisants organiques Amendements organiques 6 % N org apporté % du N org apporté Conc.vin.better Dér.pdtion levure Comp.avi et vég Guano + far.de pl. soies de porc Comp. dv + fientes Comp.dv + fum.chev Comp.fum.chev 4 sem. Comp.fum.chev 2 mois Comp. dv + fumier de bovin Fum. Cheval Fum. poulet ind.sur pail.frais Fum.chev.frais Comp.fum.poulet ind.sur pail.6 mois Comp.fum + tourteaux Source: Fertiagribio 21

22 Minéralisation d un engrais organique: le Tourteau de Neem minéralisé en % N organique apporté N Jours Tourteau de Neem Composition biochimique du Tourteau de Neem 1% 9% 8% Fraction Soluble 7% 6% Fraction Hémicelluloses 5% Fraction Cellulose 4% Fraction Lignines et cutines 3% 2% 1% % Tourteau de Neem ISB.21 Comparaison des dynamiques de minéralisation de deux composts de déchets verts néralisé en % du N organique apporté N min Comparaison de la dynamique de minéralisation en labo (incubations) de deux composts de déchets verts Jours normalisés à 15 C R 7 CDV 4/5 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % Composition biochimique des deux composts de déchets verts étudiés R 7 CDV 4/5 ISB Fraction Soluble Fraction Hémicelluloses Fraction Cellulose Fraction Lignines et cutines 22

23 Minéralisation de la MO endogène du sol, de 2 composts de déchet vert et d 1engrais organique N minéralisé en % du N organiqu ue apporté kg N/ha kg N/ha Jours normalisés à 15 C Témoin LIXIM ajusté / 25 Témoin LIXIM ajusté N minéralisé en % du N organiq que apporté kg/ha kg/ha 1 14 kg/ha Jours normalisés à 15 C CDV CFB FSV Dynamique de minéralisation de la MO endogène du sol Témoin 24/25 :,24 kg/ha/j N 15 C Témoin 26 :,96 kg/ha/j N 15 C (prairie de 3 ans retournée) Dynamique de minéralisation des produits : composts déchets verts (CDV), fumier bovin (CFB) et fientes de volailles (FSV) CDV :,7 kg/ha/j N 15 C CFB :,14 kg/ha/j N 15 C FSV : kg/ha/j N 15 C Cultures intermédiaires Seigle, radis fourrager cultivés en tant que CIPAN Composition chimique Minéralisation de l N et du C via des incubations sur 3 mois (28 C, Hcc) 23

24 Minéralisation du seigle et du radis fourrager Evolution du taux de minéralisation de l'azote des engrais verts seigle et radis 6 5 % du N organique Seigle 12 kg N minéralisé en 15 jours à 28 C pour un enfouissement de 25.1 t MS /ha Radis 75 kg N minéralisé en 15 jours à 28 C pour un enfouissement de 7.4 t MS /ha Jour seigle radis Seigle : 3% du N minéralisé en 15 jours puis 2% supplémentaires entre 15 et 91 jours. Radis : 38% du N minéralisé en 15 jours puis 15 % supplémentaires entre 15 et 91 jours. Conclusions - Perspectives Acquisition de références: une nécessité pour améliorer l adéquation entre fourniture en N et besoins des cultures (variables selon le cycle de culture) Gestion de l N dans le système de culture le choix des EV pour nourrir la (les) culture(s) suivante(s): préciser leurs potentialités de biofourniture en N. Base de données: projet pour permettre l appropriation des acquis techniques par la Profession et au final l évolution des pratiques. 24

25 Les enjeux de la fertilisation azotée au niveau environnemental N, élément associé au risque environnemental : agent potentiel de pollution des eaux (NO3) / pollution de l air (NH3, N2O) -Mesures réglementaires et dispositions contractuelles (AR, CAD, Cahiers des charges GD) Directive NO3 (12 décembre 1991) Zones vulnérables Programmes d action Directive Cadre sur l eau (23 octobre 2) Loi sur l eau et les milieux aquatiques (3 décembre 26) -Mesures liées au Grenelle de l Environnement Mesure phares : concernent en 1 er lieu les pesticides avec réduction de 5% de leur usage à l horizon 218 A A propos des fertilisants t N et P : résorber tous les cas de dépassement des normes réduire les pollutions par les NO3 et PO4 en 5 à 1 ans. Le Grenelle de l Environnement conforte et renforce (échéance fixée) la règlementation existante Certification / notation environnementale des exploitations. Objectif : 5% des exploitations dans la démarche d ici 212 Plusieurs niveaux : HVE Indicateurs dont indicateur «Fertilisation azotée» Forte augmentation du prix des engrais charges de production Directive Nitrates Zones vulnérables 23 Zones vulnérables 27 25

26 L azote au rendez vous des évolutions majeures de l agriculture En résumé, l azote a toujours été un élément clef dans les évolutions des objectifs de production: - Rendement : années Qualité des productions : années Protection de l environnement : depuis les années Agriculture durable/ Grenelle Env. : depuis 28 26

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