Partie 2 : Méthodologie de réalisation de synthèses de RSH
II. Méthodes d’échantillonnage d’un RSH : quelques préconisations
1. Les périodes et conditions de réalisation des prélèvements
1. Les périodes et conditions de réalisation des prélèvements
Il s’agit des premiers paramètres à prendre en compte pour l’échantillonnage de terre. En effet, selon les conditions météorologiques et la saison, le sol aura des comportements différents, impactant la valeur de RSH.
CONSEIL
Le RSH doit être mesuré idéalement au plus près du premier apport d’azote, en conditions ressuyées après la lixiviation hivernale.
Pour les grandes cultures, les prélèvements peuvent être réalisés à partir de mi-janvier selon la météo,
Pour les cultures de maïs et de tournesol, les prélèvements sont réalisés à partir de mi-janvier voire plus tard selon les régions (ex : mi-mars dans les régions Bretagne et Centre Val-de-Loire). Dans la mesure, du possible il est préférable de les réaliser au plus près du semis.
Pour les légumes, les mesures peuvent être réalisées toute l’année, et toujours au plus proche de l’apport d’azote (ex : jusqu’en mai pour des haricots de conserves dans le Loiret).
ASTUCE
La concentration des prélèvements en sortie d’hiver est souvent pratiquée pour faciliter la logistique des campagnes de prélèvement.
26
POINT DE VIGILANCE 1
Il est nécessaire de trouver un compromis entre la date des premiers apports d’azote et le temps pour réaliser l’ensemble des analyses.
POINT DE VIGILANCE 2
S’il est plus pertinent de réaliser des prélèvements au plus près du semis des cultures de printemps, il faut veiller à ce que la méthode de calcul de la dose d’azote à apporter dispose des paramètres nécessaires à l’intégration de ce type de mesure.
En général les outils de calcul de dose ne proposent qu’une valeur de minéralisation basale du sol par situation (culture, type de sol…). Cette valeur est définie pour une date d’ouverture du bilan donnée (souvent positionnée autour du 1er février) qui doit être cohérente avec la date de prélèvement du RSH.
Par exemple, si l’ouverture du bilan (en général date du prélèvement) est réalisée au 1er avril alors la valeur de minéralisation sera plus faible qu’une ouverture du bilan au 1er février. Dans ce cas, il est inapproprié de réaliser des prélèvements en avril.
Certains logiciels dit « dynamique » s’adaptent à cette variabilité des dates de prélèvement (ex : AzoFert®).
POINT DE VIGILANCE 3
Le reliquat peut être ininterprétable dans certains cas. C’est pourquoi, les prélèvements de terre ne doivent jamais être effectués après :
- un apport d’azote récent (moins de 2 mois), - sur un sol gelé, enneigé ou très sec,
- un travail du sol récent (labour, déchaumage etc.).
La teneur en ammonium est un bon indicateur de la qualité de l’échantillon.
POINT DE VIGILANCE 4
En cas de modélisation des valeurs de RSH, il est très important de paramétrer la bonne date de prélèvement pour obtenir une valeur de reliquat fiable.
!
!
!
!
27 2. Bien choisir ses parcelles
Le choix des parcelles est important pour obtenir une bonne représentativité des différents contextes agricoles du territoire étudié, ainsi qu’une bonne représentativité des situations culturales à l’échelle de l’exploitation agricole.
CONSEIL 1
« A l’échelle du territoire, il est nécessaire d’avoir une variabilité des types d’exploitations agricoles » (Manuel du RMQS, 2006).
CONSEIL 2
A l’échelle de l’exploitation, il est recommandé de travailler sur un réseau de parcelles représentatives de l’exploitation. Les parcelles choisies doivent être représentatives des situations agronomiques majeures (cultures/précédent – gestion interculture, apport de matière organique et du/des types de sol) présents sur l’exploitation.
Il est intéressant d’avoir à la fois des parcelles dites « fixes » (elles pourront être suivies sur le long-terme) et des parcelles dites « tournantes »/ « variables ».
POINT DE VIGILANCE
Certaines situations culturales peuvent induire de fortes valeurs de NH4 (supérieure à 20 kg N/ha dans les premiers horizons). Voici les situations les plus fréquentes :
- retournement de prairies ou enfouissement récent de résidus riches en azote (ex : feuilles de betteraves),
- le sol est naturellement riche en matière organique et/ou est saturé ou proche de la saturation en eau,
- apport récent de fertilisant organique ou minéral.
Selon le contexte pédoclimatique du territoire concerné, ces valeurs peuvent être conservées si elles sont représentatives des pratiques et du contexte agricole.
!
28 3. Méthode de prélèvements
a. Les zones à prélever à l’échelle de la parcelle
Une bonne détermination des zones à prélever sur la parcelle doit permettre l’obtention d’échantillons représentatifs des caractéristiques (sol, cultures…) de cette dernière.
CONSEIL 1
Les prélèvements doivent être effectués sur une zone homogène représentative de la parcelle, présentant un même type de sol et un même historique cultural récent, en particulier un même précédent cultural.
POINT DE VIGILANCE 1
Eviter de prélever en bordure de champs, à la place d’une ancienne haie, chemin ou tas de fumier. Il est également préconisé de choisir une zone représentative de la topographie de la parcelle, autrement dit éviter les creux, les bosses, les bas de pente dans lesquels les nitrates circulent latéralement.
Il existe différents techniques de prélèvement : - Localisé
- En diagonale - Aléatoire
La technique est choisie en fonction des caractéristiques de la parcelle comme le montre le tableau 2.
!
29 Tableau 2 : Techniques d'échantillonnage de reliquats (Robreoeck 2010) :
Techniques
d’échantillonnage Plan type Représentativité de l’échantillon
Lorsque la parcelle présente un sol homogène, la technique de prélèvement la plus fiable à utiliser est la technique en diagonale.
En revanche, lorsque la parcelle présente des sols hétérogènes (variabilité intra-parcellaire), il est indispensable de réaliser des prélèvements (avec la technique localisée de préférence) sur les deux types de sol ou le plus représentatif. Il ne faut pas mélanger les deux, sinon il y a la création d’un sol virtuel.
30 Figure 6 : parcelle visuellement hétérogène (sol de craie, Aube) (Robreoeck 2010)
CONSEIL 3
Pour un suivi sur le long terme des reliquats, il est conseillé de réaliser les prélèvements avec la technique localisée.
Pour un suivi ponctuel dans le temps, des prélèvements en diagonale sont appropriés.
La technique localisée présente un coût de mise en place moins élevé que la technique en diagonale.
POINT DE VIGILANCE 2
Des prélèvements effectués par des personnes qualifiées devraient être plus fiables que des prélèvements réalisés par l’agriculteur, qui peut parfois ne pas respecter les bonnes pratiques de prélèvement.
Un protocole de prélèvement précis permet également d’éviter des problèmes d’interprétation des mesures de RSH.
!
31 b. Les sondages
Toujours dans l’objectif d’obtenir des mesures de reliquats fiables, il est nécessaire d’effectuer plusieurs sondages sur une même zone. Cela permet de limiter la variabilité intra-échantillon.
CONSEIL
Il est conseillé de réaliser 10 et 12 sondages par échantillon dans une zone homogène représentative de la parcelle. Il est possible d’en faire plus pour une meilleure représentativité des échantillons de terre, mais cela augmente les coûts de l’opération.
Prévoir entre 20 et 30 minutes en quad et entre 45 minutes et 1 heure en prélèvement manuel par parcelle.
c. La profondeur de prélèvement
La profondeur de prélèvement est choisie en fonction de la profondeur du sol, du potentiel d’exploration racinaire de la culture et de la présence d’un éventuel obstacle à l’enracinement (ex : cailloux, roche mère…). En effet, il n’est pas toujours nécessaire de prélever profondément si la culture n’explore pas la totalité du sol (ex : oignon). Dans ce cas ; la mesure n’apportera pas d’information utile. A contrario, des prélèvements de terre trop superficiels pourraient fortement sous-estimer la valeur du reliquat exploitable par la plante ce qui peut par la suite, entraîner le risque de sur-fertiliser (ex : l’orge de printemps peu s’enraciner jusqu’à 1,20 m de profondeur).
CONSEIL
Les prélèvements s'effectuent par horizon (généralement de 30 cm). En règle générale, il faut prévoir de prélever :
- 2 horizons minimum pour les sols superficiels - 3 horizons minimum pour les sols profonds.
Les analyses sur 1 seul horizon sont à réserver aux situations très spécifiques (sols superficiel et/ou cultures à cycle rapide et/ou enracinement superficiel (ex : pommes de terre primeur).
32
POINT DE VIGILANCE
Il est déconseillé de prélever des horizons de plus de 30 cm d’épaisseur car il devient ensuite délicat de déterminer la localisation de l’azote. Cela peut perturber des décisions agronomiques et rendre imprécis la modélisation d’une éventuelle lixiviation après le prélèvement.
Le tableau 3 résume les profondeurs de prélèvements préconisés par culture.
Tableau 3 : Profondeurs de prélèvement recommandées pour différentes cultures
(GEMAS 2015)
!
33 d. Conservation des échantillons
Pour rappel, la mesure du reliquat revient à mesurer la quantité d’azote minérale disponible dans le sol à un instant t. Il est donc important de veiller aux conditions de température dans lesquelles le prélèvement est conservé.
En effet, « Dans les sols, l’azote sous forme minérale est minoritaire comparée aux formes organiques. Sous l’action de la chaleur, les micro-organismes se développent plus rapidement et utilisent plus de matière organique qu’en situation de basses températures. Ce phénomène entraîne la libération de l’azote minéral dans des proportions parfois importantes » (Manuel du RMQS, 2006).
En pratique cet azote est libéré sous forme de NH4, ainsi la teneur en ammonium est un bon révélateur de la qualité de la chaine de traitement des échantillons. Lorsque l’analyse révèle des quantités significatives d’ammonium dans l’horizon de surface (plus de 20 kg à préciser selon le contexte local) ou dans les horizons profonds (plus de 5 kg), il est probable que ces quantités soient liées à un problème de stockage des échantillons.
CONSEIL
Les échantillons doivent être conservés à une température inférieure à 4°C et être acheminés le même jour ou le lendemain de leur prélèvement au laboratoire.
Si cela n’est pas possible, les échantillons doivent être congelés rapidement et envoyés ainsi au laboratoire.
POINT DE VIGILANCE
La congélation des échantillons peut entraîner quelques anomalies de la teneur en ammonium.
De plus la maîtrise de la décongélation est plus ou moins bonne selon les laboratoires ce qui peut entrainer des écarts des valeurs de NH4.
e. Matériels de prélèvements
Le choix du matériel est important pour la qualité des prélèvements. Voici une proposition de matériel nécessaire à emporter :
!
34
3 seaux de différentes couleurs pour éviter de mélanger les horizons (ex : seau 1 pour l’Horizon 0-30 cm, seau 2 pour l’horizon 30-60 cm…).
des fiches de renseignements des échantillons (remplir la fiche de préférence au bureau, une fiche bien remplie limite les délais et les risques de perte et facilite l’interprétation des reliquats) à joindre aux prélèvements de chaque parcelle,o Exemple de fiche d’échantillonnage utilisée par la Chambre d’agriculture du Loiret (Annexe 10).
une ou plusieurs tarières (voir en Annexe 11 l’utilisation d’une tarière pour des prélèvements réussis),
un couteau pour décoller la terre de chaque côté de la sonde,
des sacs ou récipients propres pour le transport des échantillons (noter sur chacun d’eux les références de la parcelle pour éviter de mélanger les échantillons),
une glacière et de la glace en cas de chaleur.POINT DE VIGILANCE
Le matériel utilisé doit être propre (rinçage à l’eau distillée) afin d’éviter tout risque de contamination des échantillons.
4. Exemple de protocole de prélèvements sur le terrain
Une fois les parcelles, les zones et la ou les techniques de prélèvements définis, il reste à effectuer le prélèvement des échantillons sur le terrain. L’exemple ci-dessous reprend le protocole utilisé par les conseillers de la Chambre d’agriculture d’Eure-et-Loir.
!
35 Protocole de prélèvement d’échantillons de terre avec une tarière hélicoïdale
1. Dégager la surface du sol afin d’éviter les débris organiques (attention aux feuilles décomposées de colza qui risquent d’augmenter le taux de NH4 de l’échantillon).
2. A chaque prélèvement à la tarière (dans ce cas manuel), éliminer au couteau les bords et le tiers supérieur de la carotte de terre (ils risquent d’être mélangés avec de la terre d’autres niveaux).
3. Recueillir la terre restante dans le bout de la tarière dans des récipients propres (ne pas utiliser de récipients ayant été en contact avec un engrais azoté).
4. Prévoir trois récipients numérotés pour séparer les différents niveaux de prélèvement (0-30 cm, 30-60 cm et 60-90cm).
5. Ne pas trop remplir la tarière :
o A chaque prise, 2 tours suffisent pour ne pas tasser la terre dans la tarière, et rendre plus difficile son extraction. Au premier coup (horizon labouré), prélever 20 cm, ensuite ne descendre que de 10 cm environ à chaque prise.
o Après chaque prise, de la terre se redépose le long des bords du trou et gêne la/les prises suivantes. Entre deux prises, redescendre la tarière en tournant jusqu’au niveau précédemment atteint et retirer ainsi les dépôts involontaires. Le trou redevenu cylindrique, vos prélèvements profonds deviennent aussi faciles qu’en surface.
ASTUCE 1
Pour savoir à combien de centimètre le sol est creusé, marquer la tarière avec du scotch de couleur tous les 10 et 30 cm.
ASTUCE 2
Pour éviter les contaminations des horizons supérieurs, il est possible d’utiliser des tarières de différents diamètres ou des tarières gouges.
36 5. Prise en compte de l’ammonium dans les échantillons
Le NH4 n’est pris en compte que jusqu’à 30 ou 40 cm de profondeur en fonction des méthodes de calcul du reliquat ou de la profondeur de labour.
Ce guide propose de s’appuyer sur la règle de calcul du COMIFER (voir page 29 du guide « calcul de la fertilisation azotée du COMIFER 2013). Selon cette règle les reliquats valorisables sont calculés avec la prise en compte de l’ammonium :
- à 100% du 1er horizon (de 0 à 30 cm de profondeur), - à 33% du 2nd horizon (de 30 à 60 cm de profondeur), - à 0% du 3ème horizon.
POINT DE VIGILANCE
Les échantillons présentant une quantité de NH4 supérieure à 20kg N/ha sont à expertiser (voir pt de vigilance Partie 2.II.2).
6. Prise en compte de la pierrosité dans le calcul de la valeur du RSH
Le reliquat est mesuré sur la terre fine (appelé reliquat utilisable), il est donc important de prendre en compte le pourcentage de cailloux des échantillons (la pierrosité) toujours dans l’optique d’obtenir des valeurs de reliquats fiables. Ce pourcentage peut être évalué à partir de la planche graphique suivante :
!
37 III. Traitements des données de RSH
1. Les statistiques
a. Statistiques descriptives
La valeur du RSH est importante que ce soit dans le cadre d’un conseil purement réglementaire ou plus technique. La priorité est de constituer une base de données de qualité pour que les tests statistiques aient un sens et soient pertinents. A minima, il faut disposer de la moyenne ou de la médiane. Des indicateurs statistiques de dispersion peuvent aussi être produits et utilisés dans la synthèse (écart type, quartile…) pour aider à l’illustration de la variabilité des valeurs.
CONSEIL 1
Pour une fiabilité optimale des valeurs, il est conseillé de travailler avec une base de données de qualité, c’est-à-dire de disposer de renseignements précis et fiables pour chaque valeur (couverture du sol, localisation, type de sol, précédent…).
Chaque valeur de reliquat mal renseignée ou issue de situations atypiques (cultures spéciales, types de sol non représentatifs du territoire étudié) peuvent introduire des valeurs aberrantes4 dans la base de données. Elles risquent de biaiser la représentativité de la synthèse, il est donc préférable de ne pas les utiliser.
CONSEIL 2
L’objectif est de fournir un indicateur qui représente le mieux la situation de l’agriculteur.
Pour cela, comme les valeurs de RSH sont généralement très dispersées, il est recommandé d’utiliser la médiane.
b. Utilisation de tests statistiques
En complément des statistiques descriptives, il est possible de tester l’impact des indicateurs agro-climatiques (Pluie, cultures, précédents, types de sol…) grâce en particulier à des tests de comparaison de moyennes (test de Student). Ils permettent de montrer s’il existe un lien entre l’indicateur testé et les
4 D’un point de vue statistique, une valeur aberrante est une valeur qui n’appartient pas à la distribution normale des données (ellistat.com).
38 valeurs de RSH. Par exemple, si les différents précédents présents avant une céréale génèrent une différence statistique, on les inclut dans le tableau de synthèse.
POINT DE VIGILANCE
Attention les traitements statistiques peuvent être chronophages. La priorité doit être donnée à la publication des résultats.
2. Les indicateurs agro-climatiques
Les indicateurs choisis et leur nombre à intégrer dans les tests statistiques dépendent essentiellement de l’objectif de départ et de l’échelle de travail (voir Partie 1, II.1). Un indicateur permet de contribuer à expliquer les valeurs de reliquats. En utilisant des indicateurs agro-climatiques dans la synthèse, l’agriculteur aura plus de chance d’utiliser une valeur proche de sa situation.
CONSEIL
L’intégration d’indicateurs pour expliquer la valeur du RSH doit faire l’objet d’une réflexion en amont et/ou passer par une analyse statistique des données pour ne retenir que les résultats significatifs. En effet, les indicateurs à retenir, sont ceux qui apportent les écarts de valeurs de RSH les plus significatifs (voir l’exemple de définition d’un zonage climatique en annexe 12).
Les indicateurs le plus fréquemment utilisés (nommés « indicateurs principaux » dans ce document) pour la réalisation de synthèses de RSH sont :
- La culture (en place ou à venir) - la pluviométrie
- le type de sol
- le précédent cultural5,
-Voir en Annexe 13 le détail des indicateurs cités ci-dessus.
Pour encore plus de précisions, les indicateurs principaux peuvent être complétés avec des indicateurs comme la présence de CIPAN6 (l’effet piège à nitrates impactera le RSH mesuré tant en valeur absolue qu’en
5 Culture ou état de la parcelle au cours de la campagne précédant immédiatement celle dont il est question.
!
39 termes de répartition de l’azote dans le profil du sol), la gestion des matières organiques, les pratiques d’irrigation, la gestion des résidus de cultures etc.
POINT DE VIGILANCE
Il convient d’être prudent lorsque l’on dispose de données partielles ou de mauvaise qualité pour les indicateurs agro-climatiques (doute sur le précédent, pas de commune indiquée pour la pluviométrie…). S’il y a un doute, il vaut mieux ne pas les utiliser pour la synthèse.
6 Culture Intermédiaire Piège à Nitrate
ASTUCE 1
Pour choisir ses indicateurs agro-climatiques, il est pertinent d’effectuer le lien avec les critères retenus dans l’établissement du PPF (ex : effet précédent, type de sol…).
ASTUCE 2
Les pluies qui surviennent après le prélèvement du reliquat peuvent lessiver une partie des nitrates des horizons explorés par les racines. Si les pluies sont importantes, il peut être nécessaire de corriger les valeurs de RSH de la synthèse afin d’assurer un conseil cohérent et précis.
Voir en annexe 14 le calcul des pertes d’azote selon la méthode mise au point par la Chambre d’agriculture de Normandie.
!
40 IV. Valorisation des données de RSH
1. Synthèse des données
La synthèse de RSH permet notamment aux agriculteurs de réaliser leur PPF en l’absence de mesures sur leurs parcelles. Elle doit être la plus lisible possible.
Ainsi, la synthèse doit répondre à 4 exigences :
La disponibilité : elle doit être accessible facilement pour tous, d’où l’intérêt de réfléchir à un ou des supports de diffusion adéquats.
La clarté : l’agriculteur doit pouvoir retrouver facilement sa situation.
L’exhaustivité : la synthèse doit permettre à l’agriculteur d’effectuer son PPF pour toutes ses situations ex : succession culturale, types de sols, climat, profondeur du sol…
Un maximum de fiabilité : la valeur du RSH a un impact important sur le calcul du PPF.Remarque : dans la majorité des situations, une valeur de reliquat individuel à la parcelle est plus précise qu’une valeur moyenne tirée d’une synthèse de reliquats (voir Partie 1.I.2).
2. Les éléments de fond à intégrer
Il est important de réfléchir aux éléments de fond c’est-à-dire aux types de données qui seront intégrées à la synthèse pour répondre à la fois aux exigences de fiabilité et d’exhaustivité des données. En effet, l’agriculteur doit pouvoir retrouver rapidement la situation de ses parcelles, il est donc important de bien intégrer les informations pertinentes au territoire d’étude.
CONSEIL
Pour classer/catégoriser les RSH en fonction de situations pertinentes au contexte, il est conseillé d’utiliser les plus petits dénominateurs communs aux situations agricoles rencontrées sur le territoire étudié comme :
- La culture
- le zonage climatique si effectué (pluviométrie), - le type de sol,
41
POINT DE VIGILANCE
Il faut systématiquement regrouper et afficher les valeurs de RSH en fonction du nombre d’horizons prélevés afin d’éviter les erreurs d’interprétation.
Il faut systématiquement regrouper et afficher les valeurs de RSH en fonction du nombre d’horizons prélevés afin d’éviter les erreurs d’interprétation.