Impact de l irrigation sur l efficacité des engrais azotés

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Aline Corinne René
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1 Impact de l irrigation sur l efficacité des engrais azotés Christine Landry, biologiste, agr., Ph. D. Institut de recherche et de développement en agroenvironnement (IRDA)

2 Quel lien entre l azote et l eau? L eau influence : La production du N La forme de N Le déplacement du N Les pertes de N L absorption de N plante sol eau microorganismes

3 Eau et activité biologique = NO 3 Dans les sols, le N est majoritairement sous forme organique (N o ). L eau joue directement sur l activité des microorganismes impliqués dans la minéralisation du N o. Minéralisation O O N O (N o ) [ [Stevenson 1986, Sumner 2000 Ne pas sousestimer la contribution en NO 3 à la culture par ce proc

4 Minéralisation du N o des sols Tableau : N libéré sous forme de nitrate en 100 jours d incubation (sol StBruno). Type sol Sable Loam Sable Argile Org. Argile Org. Org. Associée au rapport humidité/aération Lié à la réserve en eau relative (R %) + Activité microbienne aérobie [Leblanc 2009]

5 Minéralisation du N o des sols Les taux de minéralisation du N dépendent du taux d humidité du sol. N L activité est faibles dans les conditions de sol sec. Le maximum de minéralisation : 60 à 80 % de la capacité de rétention en eau du sol. Une humidité excessive saturant les pores réduira donc l activité de minéralisation N [Scheffer, 1976] [Ellert et Bettany 1992]

Irriguer peut être positif sur le N Évaluation des effets de l irrigation sur les propriétés chimiques du sol en rotation de (Ouest grandes cultures.

6 Irriguer peut être positif sur le N Évaluation des effets de l irrigation sur les propriétés chimiques du sol en rotation de (Ouest grandes cultures. canadien) [Henry et Hogg 1999] Interaction + eaunutrition (apport d eau optimal). Dans le sol irrigué: Contenu en NO 3 plus élevé (3x). Taux de minéralisation plus grand.

7 Minéralisation du N o : période cible [Gasser 2000] Transformation de l azote dans les sols sableux en pommes de terre. Température

nitratation. O O N O [http://www.omafra.gov.on.ca] [Germont et Couton 1999] [http://agroreporter.

8 Trop d eau = pertes de N L eau joue aussi sur l activité des microorganismes qui sont impliqué dans la nitrification et la nitratation. O O N O [ [Germont et Couton 1999] [ Nitrificatio n

9 Trop d eau = pertes de N Les pertes par dénitrification sont en général de quelques kg à dizaines de kg/ha/an. [Hénault et Germon, 1995] Peut être fortement accrue en cultures irriguées qui rassemblent plusieurs conditions favorables. [Germont et Couton 1999] Présence de fertilisants + niveau d'humidité élevé et constant. Des pertes dépassant 200 kg N/ha ont été mesurées sur un mois d'été en Californie en culture irriguées.

10 Dénitrification Les pertes d N par dénitrification (N 2 ) peuvent débuter aussi tôt que 15 minutes après la saturation du sol en eau. [ 2015] 73%

11 Trop d eau = pertes de N Test au brilliant bleue NO 3 principale source NO N 3 Très soluble dans l eau NO 3 Très mobile NO 3 Le lessivage est la principale cause de perte de N. [

12 Solubilité et mobilité NO 3 exploiter! = à Dans la majorité des sols agricoles, le N est sous forme de NO 3. Ne se fixe pas sur Permet de jouer sur les particules de sol son transport. Sur sa disponibilité. O O N O O O N O O O N O O O N O O O N O

Transport des nutriments 1 Mass flow : les

13 Transport des nutriments 1 Mass flow : les nutriments accompagnent le mouvement des molécules d'eau.. (transport convectif) Diffusion: du plus concentré au moins concentré. 2 3 Interception: contact physique résultant de la croissance des racines. [

14 Transport par l eau du NO [Havlin et coll. 2005]

15 Transport par l eau du NO 3 Transporté aux racines à 99% par le mouvement de l eau (transport convectif [ mass flow ]) qui peut se faire sur [Tisdale plusieurs et coll. 1985]) mètres. Dépend directement du bilan hydrique

16 Quel lien entre l azote et l eau L absorption du N: le NO 3 doit être en solution pour être absorbé. Transport actif. O O N O O O N O O O O N O N O O [

17 Eau et développement des racines Disponibilité en eau Développeme nt des racines Meilleure interception Capacité de prélèvement accrue O O N O O O N O O O N O O O N O

18 Eau et développement des racines Impact de la consigne d irrigation dans la culture de la pomme de terre, , Station de Deschambault, loam sableux

19 Eau et développement des racines Norland Russet B. 1,8 X long 1,8 X long 50 % RU 1,4 X long 1,3 X long 65 % RU [Boivin et Landry 2011]

20 Eau et développement des racines Impact de l irrigation et de la fertigation dans la culture de la fraise à jour neutre, , Île d Orléans, loam sableux grossier.

21 Eau et développement des racines Teneur en eau Assèchement Assèchement partiel Humectation Densité racinaire <1 cm rac. cm 3 1 <2 cm rac. cm 3 2 <3 cm rac. cm 3 3 <4 cm rac. cm 3 >4 cm rac. cm 3 [Boivin et Deschênes 2011]

22 Eau et développement des racines NO 3 résiduel < 6 mg NNO 3 kg 1 (b.s.) 50N granulaire fertigué 7 < 20 mg NNO 3 kg 1 (b.s.) 21 < 35 mg NNO 3 kg 1 (b.s.) > 36 mg NNO 3 kg 1 (b.s.) [Landry et Boivin 2012]

23 Type de système Champ de coton, 2000 à 2007 Efficacité de recouvrement du N des engrais de 12% a 75%. [Bronson 2008] [ [Gaines 2014] [Talley 2013]

24 Prélèvements en N (kg/ha) Période de prélèvement Pomme de terre 48% à 50% 53% à 65% 20 juillet 0 kg N/ha 50 kg N/ha 100 kg N/ha 150 kg N/ha 200 kg N/ha Jours après plantation [Landry et Boivin 2014]

25 Période de prélèvement [Vagen et al 2007] Forte mobilisation Jours après plantation [Fink et Feller 1998]

26 Impact du déficit hydrique selon périodes Période irriguée RU = 50%. Hors période pas de flétrissemen Plantation Émergence Floraison Défanage Récolte [Landry, Boivin et Vallée 2014]

27 Impact du déficit hydrique selon périodes Plantation ÉmergenceFloraison DéfanageRécolte 1 1,2x (n.s.) + 2x (P < 0,001) [Landry, Boivin et Vallée 2014] a b 5x (P < 0,004)

28 Impact du déficit hydrique selon périodes Plus de tubercules Mais plus petits Rendement (poids total) g pot 1 Moins de tubercules mais plus gros

29 Le taux de fertilisation azotée Le besoin en eau répond à la fertilisation N. Pour une même consigne, sol, culture: 0 kg/ha = 6 épisodes kg/ha = 7 épisodes 200 kg/ha = 8 épisodes , Goldrush, Deschambault, sable loameux [Landry et Boivin 2014]

La consigne Impact de la consigne d irrigation (2009 2010,

30 La consigne Impact de la consigne d irrigation ( , Russet B., Deschambault, sable loameux) Consignes d irrigation : Fertilisé + non irrigué (I 0 N) Fertilisé + irrigué RU à 50% (I 50% N) Fertilisé + irrigué RU à (I 65% N) 65%

31 La consigne Prélèvement en N (plants et tubercules) Pertes de NO 3 par lessivage (lysimètres) Calcul du taux d utilisation du N des engrais (TUN) (N fertilisé N sol) TUN (%) N provenant de l engrais Quantité de N apporté avec l engrais % du N des engrais prélevé

32 La bonne consigne : meilleur TUN Pluie adéquate Peu d irrigations Années Traitements 2009 I 0 N I 50% N I 65% N 2010 I 0 N I 50% N I 65% N Floraison TUN (%) a b ab a b a Final a b a a a b + 20 kg N/ha + 28 kg N/ha

33 La bonne consigne : meilleur TUN Années Traitements Floraison TUN (%) Final 2009 I 0 N 40 I 50% N 53 I 65% N 44 a b ab a b a Chaud et sec Plusieurs irrigations 2010 I 0 N 31 I 50% N 38 I 65% N 30 a b a a a b +18 kg N/ha 22 kg N/ha

34 Rendements vendabless (t ha 1 ) Meilleur TUN : meilleur rendement TUN Floraison40 a 53 b 44 ab TUN Final 58 a 73 b 55 a 31 a 38 b 30 a 49 a 50 a 39 b b b b ,6 T/ha b c bc I0N I50%N I65%N I0N I50%N I65%N

35 NNO 3 (mg L 1 ) Meilleur TUN : moins de pertes Été I0N0 I0N I50%N I65N Récolte Défanage 40 Fractionnement (+N) I 65% N 0 + I 65% N I 5o% N Fin Jours après plantation

36 Parcelle I 65% N (28 juillet 2010) Été 2010 Non irriguée I 0 N Irriguée I 65% N

37 Meilleur TUN = Meilleurs rendements Rendements vendables (T/ha) kg N/ha 150 kg N/ha 200 kg N/ha R 2 = 0,70 Cultivars Norland Goldrusch Russet B. Nordonna (184 parcelles) Dose N recommandée Taux d utilisation N des engrais sur la saison (%)

38 Irrigation : lien TUN et rendement amélioré Rendements vendables (T/ha) Nonirrigué R² = 0,6292 Irrigué R² = 0,7879 Cultivars Norland Goldrusch Russet B. Nordonna (184 parcelles) Dose N recommandée Taux d utilisation N des engrais sur la saison (%)

39 Irrigation : lien TUN et rendement amélioré Rendements vendables (T/ha) Nonirrigué R² = 0,0238 Irrigué R² = 0,5147 Cultivars Norland Goldrusch Russet B. (136 parcelles) Dose N recommandée Taux d utilisation N des engrais sur la saison (%)

40 CONCLUSION Le taux d utilisation du N des engrais est fortement lié aux rendements. Ce lien est renforcé en enlevant la contrainte hydrique par l irrigation raisonnée. Eau PERMET À L AZOTE D AVOIR PLUS D IMPACT SUR LE RENDEMENT Azote Racine s

41 ATTENTION! OUI. mais Intervenir quand ça compte [période active de nutrition] Avec un consigne d irrigation adéquate [type sol, culture] Prélèvement de N Pertes de N TUN et des rendements

42 Merci de votre attention!

43 Période de prélèvement Raynal dans Ctifl

44 Minéralisation du N o des sols Les taux de minéralisation du N dépendent de la température du sol, mais aussi de l humidité. L activité est faibles dans les conditions de sol sec. Le maximum de minéralisation : 60 à 80 % de la capacité de rétention en eau du sol. N N [Scheffer, 1976] [Ellert et Bettany 1992] Une humidité excessive saturant les pores réduira donc l activité nitrifiante en plus de jouer sur les pertes de N.

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