Figure 1.1. Corrélation entre la réponse ou le rendement des rognures de tonte et la concentration de l’élément nutritif dans les rognures de tonte.
• La zone de carence nutritive dans la Figure 1.1 représente l’écart de concentrations nutritives très faibles dans les rognures faisant apparaître les symptômes de carence. • L’effet de dilution fait partie de la zone de carence et a lieu lorsque des plants de gazon sévèrement déficients reçoivent une faible dose de l’élément déficitaire.
• La zone de faible insuffisance invisible engendre des concentrations nutritives insuffisantes mais sans être assez sévères pour faire apparaître un (des) symptôme(s) de carence.
• L’intervalle critique de concentration nutritive CNR est une zone de concentrations légèrement inférieures à celles des optimales qui, malgré tout, pourraient réduire le rendement ou l’aspect sous l’étude selon l’interaction de cet élément avec les concentrations des autres éléments nutritifs.
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• L’intervalle de suffisance nutritive est la concentration de l’élément nutritif sous l’étude produisant le meilleur rendement ou qualité esthétique. Bien que le rendement des rognures de tonte soit un attribut d’importante considération qui dénote la vigueur de croissance, en tant que gazon le but n’est pas de produire un rendement maximal de rognures de tonte. • La zone de toxicité légère débute par une absorption nutritive excédant celle requise pour l'équilibre nutritif mais qui, si le surdosage de l’élément nutritif se poursuit, pourrait mener à une concentration toxique.
• Finalement, l’excès continu de concentration(s) nutritive(s) devient létal et irréversible car dans ce cas il ne s’agit pas uniquement d’un brunissement foliaire mais aussi du dépérissement permanent de la couronne et de la biomasse souterraine du plant à gazon. Chez un gazon déjà établi où son stade phénologique au Québec est semblable de mai à octobre, la suffisance ou l’insuffisance nutritive d’un élément donné est relative à la hauteur de tonte durant une période précise, en ce sens qu’une concentration nutritive pourrait être suffisante pour une hauteur donnée et insuffisante ou même létale pour une autre (Badra, 2015).
À titre d’exemple de cette relativité (concentration nutritive versus hauteur de tonte), un vert de terrain de golf à tonte de 3 mm de hauteur pourrait avoir une lisière "brûlée" irréversiblement en quelques heures par le chevauchement lors de l’épandage d’engrais sur cette lisière durant les fortes chaleurs alors qu’une pelouse en pâturin des prés pourrait tolérer un chevauchement d’engrais à tonte de 70 mm de hauteur parce que la hauteur de tonte (superficie foliaire) joue un rôle primordial dans la physiologie (photosynthèse, respiration et transpiration) du gazon (Badra, 2015).
Un intervalle critique est un spectre étroit de concentrations au-delà duquel la plante est bien approvisionnée et sous lequel la plante est carencée (Ulrich, 1952). L’intervalle critique pour un stade de croissance spécifique permet d’évaluer l’équilibre nutritif de la plante relatif à son approvisionnement exprimé sous forme de suffisance, carence, ou excès nutritif(Dow et Roberts, 1982).
La largeur de l’intervalle critique dépend des limites inférieures et supérieures établies graphiquement ou en utilisant des méthodes statistiques appropriées pour un nombre
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suffisant de données reliant les concentrations nutritives à la performance (rendement) végétale pour estimer les limites inférieures et supérieures des concentrations critiques (Keisling et Mullinix, 1979; Dow et Roberts, 1982).
Vu que les valeurs et les intervalles critiques sont influencées par plusieurs facteurs affectant la précision du diagnostic foliaire (Melsted et al., 1969), cette variation peut être tenue en compte par l’écart-type autour de la moyenne. Il faut reconnaître que si les conditions réduisent la composition nutritive foliaire inférieurement au seuil de carence, la correction pour des variations incontrôlées autour de la normale tend à décroître.
Les intervalles critiques dénotent des faiblesses lors de leur interprétation nutritive. Les tissus végétaux doivent être échantillonnés au même stade physiologique que celui des standards préétablis indépendamment du niveau de carence nutritive (Bates, 1971). Ainsi, deux hybrides de maïs semés en même temps peuvent se retrouver à différents stades physiologiques, l’un étant diagnostiqué carencé alors que l’autre suffisant en P dû à la différence d’âge et à la diminution de la concentration tissulaire en P avec l`âge. D’autre part, présumant que le plant carencé soit de teneur faible en P, cette carence pourrait être compensée par sa maturité physiologique retardée (Gorsline et al., 1965).
L’échantillonnage est standardisé par rapport au stade de croissance spécifié par la recherche (Ulrich et Hills, 1967) plutôt que de se fier à la date du calendrier lors de l’échantillonnage foliaire (Dow et Roberts, 1982). Les valeurs critiques varient largement d’un mois d’échantillonnage à un autre aussi bien que d’un cultivar à un autre (Clements, 1964a). Plusieurs échantillonnages foliaires sont nécessaires durant la période de croissance pour s’assurer que les éléments nutritifs se situent à l’intérieur des intervalles critiques.
Lorenz et al. (1964) démontrent que les concentrations critiques du nitrate, du phosphate et du potassium chez la pomme de terre diminuent rapidement dans le temps alors qu’Ulrich et Hills (1967) montrent une seule concentration critique. Waddington et Zimmerman (1972) mentionnent que la période d’échantillonnage influence les concentrations nutritives des rognures chez le pâturin des prés. Ce n’est pas clair si le terme "période d’échantillonnage" signifie l’heure de la journée où l’échantillonnage est recueilli ou bien la période relative à la semaine de l’échantillonnage.
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Les interactions parmi les éléments nutritifs influencent les valeurs critiques et rendent difficiles les interprétations nutritives foliaires. Chez le maïs, une faible dose d’azote conduit à un faible rendement de grain si la plante est carencée en K (Tyner et Webb, 1946). Un apport d’engrais potassique augmente le rendement de grain mais diminue la concentration foliaire en N, conduisant à un besoin additionnel en N. Pour cela, l’équilibre nutritif devient plus difficile à évaluer à l’approche du rendement optimal (Bould, 1964). Les conditions météorologiques, en particulier l’humidité du sol est une source majeure de variations en concentration critiques foliaires des éléments d’une année à l’autre (Mederski et Wilson, 1960) où la concentration de l’azote dans les tissus est plus élevée par abondance d’humidité que par stress hydrique (Doss et Scarsbrook, 1969; Finn et Mack, 1964; Hibbard et Nour, 1959).
Les concentrations de phosphore, de bore et de molybdène diminuent chez le céleri suivant une augmentation du stress hydrique, alors que celles du calcium, du magnésium et du manganèse augmentent (Cannel et al., 1959). Par ailleurs, la concentration foliaire de P et de K diminue lorsque le stress hydrique augmente (Hibbard et Nour, 1959).
Dans les régions où l’irrigation complète les quantités de pluies pour une croissance optimale du gazon, le stress hydrique influence peu la concentration foliaire des éléments nutritifs (Clement, 1964b). Comme le pâturin des prés croît dans des régions très variables en pluviométrie, souvent inférieures au besoin pour une croissance optimale et variant grandement d’un mois à l’autre et d’une année à l’autre, l’absorption des éléments nutritifs serait influencée par le contenu du sol en eau et les concentrations nutritives des analyses foliaires devraient être considérées prudemment. Clement (1964b) a compensé l’effet du contenu du sol en eau sur la composition nutritive par une équation à régression multiple tenant compte de l’effet du régime hydrique sur les gaines de la canne à sucre.
Deux autres facteurs de l’environnement pourraient aussi influencer la concentration des éléments nutritifs dans le végétal. Une intensité lumineuse élevée lors de fortes chaleurs fait diminuer la concentration d’azote chez le bermudagrass (Schmidt et Balser, 1969) et celles de N et de K chez la canne à sucre (Burr, 1961).
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La concentration de N total dans les rognures de tonte est inversement proportionnelle à la hauteur de tonte et directement proportionnelle au dosage du N (Turgeon et al., 1979). Le contenu du pâturin des prés en azote N varie selon la hauteur, la fréquence des tontes, le taux de fertilisation et la période de croissance (Badra, 2015). Le gazon absorbe la plupart de son azote minéral sous formes ammoniacale NH4+ ou nitrique NO3- qui
pourraient ne pas être immédiatement disponibles. La libération de l’engrais azoté est sa décomposition (hydrolyse et / ou dissolution) en formes absorbables sous l’effet de l’activité microbienne du sol, la température, l’eau du sol, l’air du sol, le pH du sol… (Badra, 2015).
Selon la libération d’azote dans le temps, les matériaux azotés utilisés pour les gazons se
groupent comme suit (Badra, 2015): • une décomposition rapide libérant la plupart de l’azote sur 1 à 4 semaines suivant
l’application, • moyenne sur 5 à 8 semaines,
• moyenne à lente sur 9 à 11 semaines,
• lente sur 12 à 16 semaines, • très lente allant à plus de 32 semaines (Turner et Hummel, 1992) telle l’urée
formaldéhyde 38-0-0 à longues chaînes de polymères en diurées de méthylènes qui est
rarement utilisée aux pelouses du Québec due à la courte période de croissance. Conséquemment, les prélèvements d’azote par le pâturin des prés varient grandement
selon le matériau azoté, sa forme granulaire ou liquide, son dosage, sa date d’application en réaction avec d’autres facteurs tels le cultivar, la hauteur de tonte, la date et l’heure d’échantillonnage, les régimes d’irrigation, la présence de maladies cryptogamiques foliaires ou racinaires, la classe texturale du sol, la compacité du sol, la couche de feutre, la présence d’une couche noire dans la zone des racines, le drainage souterrain et celui de surface, le ruissellement, la température, la volatilisation, la dénitrification, le lessivage, la fixation de l’azote au sol et à la matière organique du sol, l’activité biologique du sol pour libérer l’azote, la luminosité, le vent, les traitements de pesticides foliaires et / ou racinaires… (Badra, 2015).
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Une plage de grandes variations de concentrations nutritives se retrouve dans les rognures de tonte chez le pâturin des prés soumis aux mêmes pratiques culturales y compris la nutrition (Tableaux 1.1, 1.2 et 1.3) notamment selon la période d’échantillonnage (Waddington et Zimmerman, 1972). Cela pourrait rendre le diagnostic nutritif foliaire difficile, à plus forte raison pour se prononcer en matière de suffisance ou de déficience nutritive en se fiant uniquement au concept des intervalles critiques de concentrations nutritives.
La méthodologie de l’approche CND s’inscrit mieux dans ce contexte pour interpréter plus correctement l’équilibre nutritif et par conséquent recommander des apports d’engrais plus ciblés. Par rapport aux autres cultivars de pâturin des prés, “Merion” est 11 % plus élevé en N, 55 % plus élevé en P et 58 % plus élevé en K (Butler et Hodges, 1967). Martin et Matocha (1973) rapportent une réponse presque linéaire du pâturin des prés aux ajouts de N et de K mais moindrement par rapport au P d’où leur Tableau 1.4 détaillant les écarts nutritifs de l’ensemble aérien. Brady et Weil (2002) compilent des écarts de suffisance généraux des graminées du climat tempéré (Tableau 1.5).
Quinze cultivars différaient significativement dans leurs concentrations foliaires en P et en K (Mehall et al., 1983). Ces différences durant la même semaine d’échantillonnage chiffraient 0,44 % en 1978 et 0,1 % en 1979 pour les concentrations de P et 1,73 % en 1978 et 2,42 % en 1979 pour K. Par ailleurs, les dates d’échantillonnage laissaient leurs empreintes sur les concentrations de P de 0,27 – 0,44 % en 1978 à 0,1 – 0,44 % en 1979 tandis que les prélèvements de K variaient de 1,73 – 2,54 % en 1978 à 1,68 – 2,55 % en 1979. Ces différences de concentrations nutritives foliaires suggèrent d’une part la capacité inhérente d’un cultivar donné pour prélever et accumuler le phosphore et d’autre part l’influence des variations environnementales conjointement avec la propension à la consommation de luxe en potassium (Mehall et al., 1983).
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Tableau 1.1. Comparaison de compositions chimiques des rognures de tonte chez le pâturin des prés provenant de plusieurs études.
Elément (1) (2) cv. Merion (2) Terrain sportif (3) (4) (5)
g kg-1 N . 51 54 47 . 35,5 P 5,6 2,7 4,9 4,9 2,0 3,4 K 36,8 18 30,8 30 19,0 24,2 Mg 1,6 1,6 3,2 1,9 3,0 Ca 5,6 2,7 3,6 3,3 9,8 S 4,0 Si 20 16,5 20 mg kg-1 Fe 107 102 189 107 123 Mn 126 18 48 62 233 Cu 25 33,5 25,5 7 7,3 17,4 Zn 52 19 45 29 22,3 41,3 B 16 6 9 8 7,9 13,9 Mo 1,77 3,35 2 1,81 Na 97 100 310 0,116 Al 210 25 66 31 Sr 44,2 (1) Waddington et Zimmerman, 1972. (2) Butler et Hodges, 1967. (3) Daniel et Freeborg, 1987. (4) Turner, 1980. (5) Hall et Miller, 1974.
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Tableau 1.2. Comparaison des intervalles critiques nutritifs des rognures de tonte chez le pâturin des prés provenant de plusieurs études.
Elément (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) g kg-1 N 25–60 27,5–35,0 23-62 26–32 26–35 54,1–57,7 P 1,5–5,5 3,0–5,5 1,0–7,0 2,8–3,6 2,8–4,0 4,0–6,3 1,2–2,4 K 9–40 10,0–25,0 12–36 20–24 20–30 21,7–34,1 Mg 1,5–10,0 2,0–6,0 1,6–3,3 4,0–4,8 1,2–1,7 Ca 2,0–4,5 5,0–12,5 3,0–8,0 4,3–6,7 S 2,0–4,5 2,0–6,0 1,6–2,4 mg kg-1 Fe 35–100 40–280 98,7 Mn 20–140 25–150 20–150 44–130 Cu 5–30 5–20 13–40 Zn 10–100 20–55 40–200 B 3 – 30 10–60 5-20 Mo 2–5
(1) Plage normale de concentrations désirables (ministère de l’Agriculture et de
l’alimentation de l’Ontario, 2015). (2) Plage de suffisance (Jones, 1980).
(3) Plage moyenne (Daniel et Freeborg, 1987). (4) Plage suggérée par Kelling et Matocha (1990).
(5) Plage de suffisance (Jones et al., 1991). (6) Plage calculée par Turner et Waddington (1983).
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Tableau 1.3. Variation de compositions chimiques des rognures de tonte chez le pâturin des prés cultivar "Merion" selon la hauteur de tonte, la date de tonte et l’aération du sol.
Elément Hauteur de tonte (1) Période de tonte (2) Tension d’eau (2) 1,9 cm 3,8 cm Hâtive Tardive 62 42 24 11 4 g kg-1 N 51,3 51,2 40,7 36,0 40,1 38,8 36,8 37,4 38,9 P 5,6 7,1 6,0 5,5 5,7 5,8 6,0 6,0 6,2 K 24,5 30,8 31,1 29,9 29,2 29,4 30,1 31,2 32,6 Mg 2,3 2,4 2,2 2,1 2,2 2,0 1,9 2,2 2,4 Ca 4,3 3,4 3,3 3,5 4,0 3,8 3,4 3,0 2,9 Si 17,6 5,0 mg kg-1 Fe 2474 431 92 144 135 112 118 110 120 Mn 174 63 130 142 88 102 148 178 165 Cu 11 12 Zn 52 50 B 6 5 Mo 5 2 Na ˂ 0,01 ˂ 0,01 Al 2878 369 Sr 22 21 Co 4 3
(1) Davis (1969). (2) Waddington et Baker (1965).
Tableau 1.4. Critères nutritifs de l’ensemble aérien chez le pâturin des prés échantillonné de 4 à 6 semaines entre les tontes (Martin et Matocha, 1973).
Elément Carence Critique Adéquat Élevé
g kg-1
N ˂ 21 24 – 28 26 – 32 > 35 P ˂ 1,8 2,4 – 3,0 2,8 – 3,6 > 4,0 K ˂ 15 16 – 20 20 – 24 > 30
Tableau 1.5. Intervalle de suffisance des rognures de graminées à gazons du climat tempéré (Brady et Weil, 2002)
N P K Ca Mg S Fe Mn Zn B Cu
g kg-1 mg kg-1
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En vue de prédire le rendement maximum chez le pâturin des prés, les concentrations critiques des rognures de tonte sont 6,38 % N, 0,25 % P et 1,74 % K selon Walker et Pesek (1967). Des concentrations plus élevées sont considérées comme une consommation de luxe. Par ailleurs, la valeur critique de P ne dépendait pas significativement du niveau de N parce que l’interaction N : P n’était pas significative. Toutefois, la valeur critique du K dépendait de celle de P. Le rendement des rognures de tonte augmentait jusqu’à un maximum lorsque la concentration foliaire atteignait 0,25 % P quel que soit le niveau de N, puis diminuait lorsque le niveau de P augmentait au-delà de 0,25 % également à tous les niveaux de N. Selon Lunt et al. (1964), le rendement maximal de fourrage chez le pâturin des prés cv. Newport est associé à des concentrations foliaires minimales de 3,5 % N, 0,4 % P, 0,1 % K et 0,035 % Mg. Hall et Miller (1974) ont trouvé de grandes variations saisonnières de Ca et de Mg dans le tissu foliaire chez le pâturin des prés. Par ailleurs, le soufre a été peu étudié chez le pâturin des prés.
Les concentrations foliaires chez le pâturin des prés des oligo-éléments dépendent du cultivar (Butler et Hodges, 1967), de la date d’échantillonnage (Waddington et Zimmerman, 1972; Hall et Miller, 1974), du pH du sol et du chaulage (Turgeon, 2011), du compactage du sol et de l’irrigation (Daniel et Freeborg, 1987) et du froid et de l’humidité du sol (Turner et Hummel, 1992). Peu d’études ont été publiées sur les interactions impliquant les oligo- éléments chez le pâturin des prés. Le fer a été le plus étudié compte tenu de son influence sur la croissance et la qualité telle la couleur du feuillage, la biomasse racinaire, la tolérance aux chaleurs et au froid. Les cultivars diffèrent dans leur capacité d’absorber le fer en sol alcalin (Harivandi et Butler, 1980).
Une corrélation positive existe entre la composition foliaire en fer et la couleur du feuillage (Madison et Anderson, 1963). Un apport total de 11,21 kg Fe ha-1 en deux applications à
faibles niveaux de fertilité a augmenté la densité de tallage et la couleur du feuillage durant cinq semaines chez le pâturin des prés alors qu’un apport unique de 56 kg Fe ha-1 a causé une brûlure foliaire sévère ayant inhibé la production des rhizomes. Par contre, aux niveaux de fertilité élevés les applications de Fe n’ont produit aucun effet appréciable sur la couleur (Deal et Engel, 1965).
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Yust et al. (1984) ont trouvé une interaction positive entre N et Fe sur la couleur du feuillage chez le pâturin des prés. Le Fe a augmenté la couleur du feuillage durant plusieurs mois pendant des périodes fraîches et sèches mais pendant seulement 2-3 semaines durant des périodes fraîches et humides. La réponse de la couleur du feuillage due à l’application de 25 kg N plus 2,2 kg Fe ha-1 était comparable à celle produite par 49 kg N ha-1 sans Fe. Toutefois, la couleur des périodes suivant le 20 avril était acceptable sans l’ajout de Fe.
Bien que le manganèse n’ait pas affecté le rendement des rognures de tonte, un ajout total de 1,68 ou bien de 6,8 kg Mn ha-1 dont chacun en deux applications a augmenté la couleur du feuillage et la masse racinaire pendant cinq semaines lors des niveaux de fertilité faible (Deal et Engel, 1965). Les ajouts de 5,6 et 28 kg Zn ha-1 n’avaient pas d’effet sur la croissance, la couleur du feuillage et la densité de tallage chez le pâturin des prés. La dose de 5,6 kg Zn ha-1 en deux applications a amélioré la masse racinaire alors que 28 kg Zn ha-1 d’une seule application a fortement inhibé la masse racinaire (Deal et Engel, 1965).
Par ailleurs, l’ajout de 1,68 kg B ha-1 en deux applications n’a pas influencé la croissance
foliaire mais le bore a augmenté la densité de tallage, la couleur du feuillage et la masse racinaire aux niveaux de fertilité faibles. Toutefois, un seul ajout de 8,41 kg B ha-1 a augmenté le rendement des rognures de tonte pendant six semaines après quoi la croissance était semblable aux parcelles témoins à densité de tallage inférieure au dosage faible (Deal et Engel, 1965).