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UMI
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L'azote du solet la fertilisation de la pomme de terre
par
Jacques Painchaud
UnethèsesoumiseàlaFaculté d'Études Graduéesetde Recherche en pré-requis partielà l'obtention d'un diplôme de Mailrise en sciences
Département des sciences des ressources naturelles Campus Macdonald de l'UniversitéMcGill
Montréal, Canada Juin, 1997
1+1
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L'azote du sol etlafertilisation de la pomme de terre Jacques Painchaud
RÉsUMÉ
La pomme de terre requiert de hauts taux de fertilisants azotés. Jusqu'à maintenant au Québec, aucune recommandation de fertilisant n'est faite à partir de la disponibilité du sol en azote, bien que des tests la mesurant soient disponibles. Les objectifs de cette étude étaient: 1) de détenniner la relation existant entre la teneur du sol enN-N03-, la fertilisation azotée et le rendement de la pomme de terre; et 2) de détenniner le moment et la profondeur d'échantillonnage desN-N03- du sol les plus appropriés pour pouvoir prédire les rendements et la réponse en fertilisant azoté sous les conditions québécoises. Les échantillons de sol ont été pris à deux profondeurs au moment de la plantation des tubercules et au moment du rechaussement dans 28 sites fertilisés avec quatre taux d'azote. Une mesure du N-N03- a été faite en laboratoire sur ces échantillons. C'est la combinaison des N-N03- du sol et la fertilisation azotée qui a le mieux expliqué la variation de rendement de la pomme de terre. Un maximum de 46 % de la variation de rendement a été attribué à ces deux facteurs combinés de façon générale. Des coefficients de détermination supérieurs ont été obtenus lorsque l'échantillonnage des N-N03- du sol a été fait lors de la plantation plutôt qu'au rechaussement de la pomme de terre. Les modèles de régression prédisent alors des besoins en fertilisant azoté allant de 89 à 200 kg ha-l. Les mêmes conclusions
s'appliquentdansle cas où une seulevariétéde pomme de terre, la Superior, fait l'objet de l'analyse statistique. La variation du rendement est expliquéejusqu'à 62 % dans ce cas. Les modèles de régression prédisent alors des besoins en fertilisant azoté allant de 77 à 224 kg ha-l. Nous concluons que l'ana!yse des N-NÛ)- du sol peut améliorer la prédiction des quantités de fertilisant azoté requises pour une production optimum de la pomme de terre.
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Sail nitrogen and patato fertilization Jacques Painchaud
ABSTRACT
Potato requires high levels of nitrogen fertilizer. Up ta now in Quebec, no nitrogen fertilizer recommendationbasbeen based on nitrogen availabilityinthe soil, even those soil nitrogen testing is available. The objectives of this study were : 1) to determine the relation between soil nitrate-N content, nitrogen fertilization and patata yield ; and 2) to determine the time and the sampling depth of soil most appropriate to predict patata yields and response ta nitrogen fertilizer under Quebec conditions. Sail samples were taken at two depth at planting and at hilling rimein 28 sites fertilized at four levels of nitrogen. Laboratory measures of nitrate-N were carried out on those samples. A combination of nitrate-N and nitrogen fertilisation gave the best explanation of the variation patata yields. A maximum of 46 % of yield variation was attributed to the combination of those two factors in general. Best coefficients of determination were obtained when the sampling of DÏtrate-N was done at planting time. compare to hilling time. Regression models predicted nitrogen fertilizer needs of 89 to 200 kg ha-1. The same conclusions were foundinthe case of the variety Superior alone. The variation of yield explained was up to 62 %. Regression models predicted nitrogen fertilizer needs of 77 to 224 kg ha-1 for Superior. It was concluded that the analysis of soil DÏtrate-N can improve the prediction of nitrogen fertilizer needs for an optimum potato production.
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REMERCIEMENTS
Je voudrais exprimer ma plus sincère gratitude à mon directeur de thèse qui a cru en mon proj~ le Professeur ÂF. Mackenzie. Je le remercie pour son support, son expertise, sa patience, sa compréhension et ses mots d'encouragement. Je voudrais aussi remercier P.C. Kirby du Collège Macdonald, S. Végiard du M.AP.AQ. et C. Lemieux de AAC. pour leur aide en analyse statistique et 1(. Gee du Collège Macdonald pour son support au laboratoire. Je m'en voudrais d'oublier l'aide qui m'a été apportée par le personnel des laboratoires du M.AP.AQ. à Rock Forest et à
Nicolet. Je voudrais remercier la compagnie William Houde de St-Léonard d'Aston qui m'a gracieusement fourni les engrais nécessairesà mon travail au champ.
Ce travail n'aurait pas été possible sans le consentement de M. Alain Tremblay, directeur régional du M.AP.AQ. à Nicolet. Je l'en remercie sincèrement. TI n'aurait pas été possible non plus sans l'aide précieuse et indispensable de R. Tunnel, technicien agricole du M.AP.AQ. àNicolet.
Mes derniers remerciements s'adressent à mon épouse qui a dû souffiir mes longues absences de la maison tant durant la période du travail au champ que durant celle de la rédaction du présent ouvrage.
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TABLE DES MATIÈRES
RÉsUMÉ
ABSTRACT
REMERCIEMENTS
TABLE DES MATIÈRES LISTE DES FIGURES LISTE DES TABLEAUX INTRODUCTION
CHAPÎTREUN
REVUE DE LITTÉRATURE CHAPÎTRE DEUX
MATÉRIEL ET f\.fÉTHODES
Travail au champ et en laboratoire Analysestatistique CHAPÎTRE TROIS RÉSULTATS ET DISCUSSION Saison 1993 Saison 1994 Saisons 1993 et 1994 combinées Moyenne des deux répétitions Lavariété Superior
LA FERTILISATION AZOTÉE ET LES RÉSIDUS EN N-NITRATE
page il ID N V VII IX 1 3 10 10 10 17 20 20 20 28 40 51 68
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ÀLARÉCOLTE 82 CHAPÎTRE QUATRE DISCUSSION GÉNÉRALE 83 CONCLUSIONS 90 BffiLIOGRAPHIE 91 ANNEXEI 95•
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LISTE DES FIGURESFigure no Titre de la figure page
2.1 Précipitations comparatives entre les années 93, 94 et la moyenne 13 de 30 ans.
3.1 Rendement vendable relatif VS N-nitrate dans la strate 0-60 cm au 27 rechaussement et fertilisation azotée en 1993.
3.2 Rendement total VS N-nitratedansla strate 0-30 cmà la plantation 36 et fertilisation azotée en 1994.
3.3 Rendement vendable VS N-nitrate dans la strate 0-30 cm à la 37 plantationetfertilisation azotée en 1994.
3.4 Rendement vendable relatif VS N-nitrate dans la strate 0-30 cm à 38 la plantationetfertilisation azotée en 1994.
3.5 Rendement total VS N-nitrate dans la strate 0-30 cmà la plantation 47 et fertilisation azotée en 93 et94.
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3.6 Rendement vendable VS N-nitrate dans la strate 0-30 cm à la 48 plantation et fertilisation azotée en 93 et 94.3.7 Rendement vendable relatif VS N-nitrate dans la strate 0-30 cmà 49 la plantation et fertilisation azotée en 93 et94.
3.8 Rendement total VS N-nitrate moyen dans la strate 0-30 cm à la 61 plantationetfertilisation azotée en 93 et 94.
3.9 Résidus relatifs de l'équation 119 illustréeà la figure 3.8. 62 3.10 Rendement vendable VS N-nitrate moyen dans la strate 0-30 cm à 63
la plantationetfertilisation azotée en 93 et94.
3.11 Résidus relatifs de l'équation 123 illustréeà la figure 3.10. 64 3.12 Rendement vendable relatifVS N-nitrate moyendansla strate 0-30 65
cmàla plantationetfertilisation azotée en 93 et94.
3.13 Résidus relatifs de l'équation 127 illustréeà la figure 3.12. 66 3.14 Rendement total de la SuperiorVS N-nitratedansla strate 0-30 cm 72
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à la plantationetfertilisation azotée.•
3.16 Rendement vendable de la SuperiorVS N-nitrate dans la strate 0-30 74 cm à la plantation et fertilisation azotée.3.17 Résidus relatifs de l'équation 141 illustrée à la figure 3.16. 75 3.18 Rendement vendable relatif de la SuperiorVS N-nitrate dans la 76
strate 0-30 cm à la plantationetfertilisation azotée.
3.19 Résidus relatifs de l'équation 145 illustréeà la figure 3.18. 77 3.20 Rendement vendable relatif de la SuperiorVS N-nitrate dans la 78
strate 0-60 cm à la plantationetfertilisation azotée.
3.21 Résidus relatifs de l'équation 146 illustréeà la figure 3.20. 79
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LISTE DES TABLEAUXTableau no Titre du tableau page
2.1a Caractéristiques des sites expérimentaux et traitements de semence Il delasiason 1993.
2.1 b Caractéristiques des sites expérimentaux et traitements de semence 12
de la siason 1994.
2.2 Traitements de fertilisation azotée et fractionnement utilisés pour 14 l'expérimentation.
3.4 Relation entre la fertilisation azotée et les rendements obtenues en 26
1993 .
3.1 Moyennes etparamètres statistiques de la saison 1993. 21 3.2 Équations de rendement obtenues sans apport d'engrais en relation 22
avec l'azote du sol mesuréàlaplantation en 1993.
3.3 Équations de rendement obtenues sans apport d'engrais en relation 23 avec
r
azote dusolmesuréaurechaussement en 1993.•
3.5 Équationsderendement obtenues avec apport d'engrais enrelation 26avec l'azote du sol mesuré au rechaussement en 1993.
3.6 Moyennes et paramètres statistiques delasaison 1994. 29
3.7 Équations de rendement obtenues sans apport d'engrais en relation 3D avec l'azote du sol mesuré à la plantation en 1994.
3.8 Équations de rendement obtenues sans apport d'engrais en relation 31 avec l'azote du sol mesuréaurechaussement en 1994.
3.9 Relation entre la fertilisation azotée et les rendements obtenues en 31 1994.
3.10 Équations de rendement obtenues avec apport d'engrais en relation 34 avec l'azote du sol mesuréàla plantation en 1994.
3.11 Équations de rendement obtenues avec apport d'engrais en relation 35 avecr'azote du sol mesuréaurechaussement en 1994.
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3.12 Combinaisons de N-nitrate du sol et de fertilisation azotée 39 calculées par les meilleures équations mettant en relation le N-nitrate de la strate 0-30 cmàla plantation, la fertilisation azotéeet le rendement en 1994.
3.13
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Équations de rendement obtenues sans apport d'engrais en relation 42 avec l'azote du solmesuréàla plantation en 1993 et 1994.3.14 Équations de rendement obtenues sans apport d'engrais en relation 43 avec l'azote du sol mesuré aurechaussementen1993 et1994.
3.15 Équations de rendement obtenues avec apport d'engraisenrelation 44 avec l'azote du solmesuréàla plantation en 1993 et 1994.
3.16 Équations de rendement obtenues avec apport d'engrais en relation 46 avec l'azote du sol mesuré au rechaussement en 1993 et 1994.
3.17 Combinaisons de N-nitrate du sol et de fertilisation azotée 50 calculées par les meilleures équations mettant en relation le
N-nitrate de la strate 0-30 cm àla plantation, la fertilisation azotée et
le rendement en 1993et 1994.
3.18a Variations des N-nitratesparsiteen 1993. 52
3.18b Variations des N-nitrates par site en 1994. 53
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3.19
3.20
Équations obtenues avec les moyennes des rendements sansapport d'engrais en relation avec l'azote du sol moyen mesuré à la plantation en 1993 et 1994.
Équations obtenues avec les moyennes des rendements sans apport d'engrais en relation avec l'azote du sol moyen mesuré au rechaussement en 1993 et 1994.
54
55
3.21 Comparaison entre les coefficients de détermination obtenus par 56 rapportauxtraitements de fertilisation etceux obtenus par rapport aux moyennes de traitements de fertilisation en combinant les deux
saisons 93 et 94.
67 3.22 Comparaison des coefficients de détermination des régressions 59
obtenues reliant l'azote dusol mesuréàlaplantation, la fertilisation azotée et les rendements de la pomme de terre considérant toutes les variétés à l'étude et les moyennes des deux répétitions sur chaque site.
3.23 Comparaison des coefficients de détermination des régressions 60 obtenues relaint l'azote du sol mesuré au rechaussement, la fertilisation azotée et les rendements de la pomme de terre considérant toutes les variétés à l'étude et les moyennes des deux répétitions surchaque site.
Combinaisons de N-nitrate du sol et de fertilisation azotée calculées par les meilleures équations mettant en relation le N-3.24
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nitrate de la strate 0-30 cmà laplantation, la fertilisation azotée et le rendement, d'après le traitement des données issues des moyennes des répétitions en1993 et 1994.
3.25 Comparaison des coefficients de détermination des régressions 70 obtenues reliant razote du sol mesuréà la plantation,lafertilisation azotéeetles rendementsdela Superior.
3.26 Comparaison des coefficients de détermination des régressions 11 obtenues reliant
r
azote du sol mesuré au rechaussement, la fertilisation azotée etles rendements de la Superior.3.27 Combinaisons de N-nitrate du sol et de fertilisation azotée 80 calculées par les meilleures équations mettant en relation le
N-nitrate mesuré à la plantation, la fertilisation azotée et le rendement, pour la variété Superior
3.28 Combinaisons de N-DÎtrate du sol et de fertilisation azotée 81 calculées par les meilleures équations mettant en relation le
N-nitrate mesuré au rechaussement, la fertilisation azotée et le rendement, pour la variété Superior
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INTRODUCTION
La pomme de terre est une culture d'importance au Québec avec approximativement 18000 hectares en production. Elle est produite sur des sols légers souvent avec peu de capacité tampon, à faible pourcentage de matière organique et qui sont sensibles au lessivage des fertilisants (Tabiet al., 1990 ).
L'emploi de fertilisants azotés est nécessaire pour obtenir des rendements suffisants dans la production de la pomme de terre. TI y a cependant un besoin d'indicateur fiable pour prédire les quantités de fertilisants azotés nécessairesenvue d'éliminer les surfertilisations azotées qui mènent possiblement à des récoltes de mauvaise qualité etàdes lessivages de nitrates dans la nappe phréatique. Les recommandations actuelles sont basées sur les réponses de la cultureàl'application de fertilisants sanstenir compte du potentiel du solà fournir de l'azote (C.P.V.Q., 1992).
Des mesures de lessivage des nitrates ont déjà été effectuées dans des champs de pomme de terre où des fertilisations azotées issues des grilles du C.P.V.Q. avaient été appliquées CAssetin, 1993). Elles indiquent des pertes potentielles de l'ordre de 35 à 40 kg ha-l d'azote annuellement sous une régie standard de fertilisation, telle que pratiquée par les producteurs _
La diminution de charge polluante ne doit pas engendrer de diminution de rendement parce que la technique risque d'être boudée par les producteurs à qui elle s'adresse. Les travaux récents sur le dosage des nitrates du sol pour ajuster la fertilisation du maïs-grain (Blackmeret aI., 1989 ; Kachanoski & Beauchamp, 1991 ; Magdoffet al.,1984) et des céréales (Boon, 1983 ; Giroux et a/., 1993) permettent de penser qu'il est possible d'utiliser le même outil de gestion de la fertilisation dans le cas de la culture de la pomme de terre. Cette dernière se comparefacilementàla culture du maïs-8I'aÎn :ils'agit de deux cultures en rangs espacés de 90 à 95 cm et les besoins en fertilisant azoté sont comparables. Dans les deux cas aussi, la dose d'azote est fractionnée en deux. Une partie est appliquée au semis ou à la plantation et l'autre est appliquée un peu plus tard, au stade 20 cm dans le cas du maïs, ce qui correspond au début ou à la mi-juin dans la plupart des régions québécoises, et au stade du rechaussement dans le cas de la pomme
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de terre, ce qui correspond à la fin juin ou au débutjuillet dans la plupart de régions québécoises. TI est donc possible de faire un ajustement de fertilisation en cours de culture.
Le but du présent travail est de trouver des indicateurs fiables pour assurer une meilleure gestion delafertilisation azotée de la pomme de terre.
Nous faisons les hypothèses suivantes, découlant de la revue de littérature qui suit :
fi est possible de développer une courbe de régression basée surlateneur en azote du sol pour élaborer une nouvelle charte de fertilisation azotée pour la pomme de terre, au moins pour les sols typiques de la région Mauricie-Bois-Francs au Québec.
TI est possible de ne tenir compte que de la fraction N-N03- de l'azote du sol pour établir cette courbe de régression. L'azote nitriqueest la forme d'azote la plus importante dans les solsàpomme de terreàcause de leur texture qui favorise le processus de nitrification. Les objectifs de l'étude étaient :
1. D'établir la relation entre la teneur en N-N03- du sol au moment de la plantation, la fertilisation azotée et le rendement de la pomme de terre.
2. D'établir la relation entre la teneur en N-N03- du sol au moment du rechaussement, la fertilisation azotéeetle rendement de la pomme de terre.
3. De déterminer si la mesure de la teneur en N-N03- est un indicareur suffisamment fiable pour être seul tenu en compte dans Pélaboration d'une grille de fertilisation tenant compte de l'azote du sol.
Accessoirement, on a essayé d'établir la relation entre l'azote foumi par les engrais etle résidu azoté sous forme de nitrate au moment delarécolte.
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CHAPÎTREUN
REVUE DE LITIÉRATURE
Les recommandations québécoises actuelles de fertilisation azotée pour la pomme de terre ne tiennent pas compte du potentiel du sol à fournir de l'azote à la culture (C.P.V.Q., 1992). Elles s'attardent au placement de l'engrais et au fractionnement de ce dernier pour les sols à faible pouvoir de rétention : les sables. Les indications de fractionnement sont très générales et ne sont pas assorties d'éléments de décision.
Les besoins en éléments fertilisants de la pomme de terre, particulièrement l'azote, ont été clairement analysés en fonction du stade de développement de la plante (Ojala et al,
1990) pour la variété Russet Burbank. Le développement de la pomme de terre est caractérisé par quatre stades bien définis : le stade végétatif; l'initiation des tubercules ; le grossissement des tubercules; la maturation. Pour chacun de ces stades, les besoins en azote ont été établis.
Au stade végétati( la pomme de terre ne consomme que 15%de ses besoins en azote de toute la saison de croissance. Ce stade dure de 15 à 30 jours et débute avec ['émergence des yeux après la plantation des tubercules de semence. TI se termine avant ['apparition des tubercules au bout des stolons. Un excès de fertilisant azoté en début de croissance peut occasionner une croissance exagérée de fanes et un délai de sept à dix jours de la phase d'initiation des tubercules (Allen & Scott, 1980). Des conséquences sur le rendement des tubercules peuvent apparaître sous des conditions de courte saison de végétation comme la nôtre. La forme d'azote utilisée au moment de la plantation est importante. Si la dose initiale de fertilisation azotée est de l'ordre de 100à 120 kg
ha-\
il peuty avoir toxicité ammoniacale lorsqueeurée (46-0-0) estutilisée en sol sableux parce quel~engraisestappliqué en bande (Giroux, 1984).Au stade de l~initiationdes tubercules, la plante consomme approximativement 30 % de ses besoins annuels en azote. Ce stade dure entre 10 et 14 jours et débute lorsque les tubercules se développent au bout des stolons mais ne sont pas en train de grossir de façon appréciable. Ces besoins importants en azote pendant ce court laps de temps font
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en sorte que ce stade constitue le pic de demande en azote de la plante.
n
correspond aussi à un moment privilégié dans la régie de fertilisation de cette culture par le producteur. C'est à ce stade que ce dernier intervient une seconde fois pour appliquer der
engrais azoté, immédiatement avant le rechaussement de la pomme de terre.C'est au stade de grossissemnt des tubercules que les besoins en azote sont les plus importants. Plus de 50% des besoins en azote sont consommésà ce stade qui dure de 60 à 120 jours, selon les variétés. Pour la variété Russet Burbank, une croissance de tubercule moyenne de 0,75 Mgha-l jour-l requiert un taux de consommation azotée de 3,7kgha-ljour-l _Cette consommationestpossible si la concentration en N-nitrate du sol
est > 7,5 mg kg-l pendant toute la période de grossissement des tubercules (Westermann & Kleinkopt: 1985).
Un excès d'azote durant la mi-saison de même que des applications fractionnées d'azote qui ne sont pas gérées de façon appropriée peuvent provoquer des croissances secondaires de tubercules (Roberts& Cheng, 1985 ;Robertset af., 1982).
L'efficacité de l'utilisation de l'azote est de42à 54 % lorsqu'il n'est pas fractionné et de 61 à 67 % lorsqu'il est fractionné. Le moment crucial pour une seconde application de l'azote semble être au début de la phase de grossissement des tubercules (Roberts et al.,
1991).EnIdaho, le taux d'efficacité de l'azote appliqué en préplantation est estimé à 60 %tandis que celui appliquéau moment du grossissement des tubercules est estiméà près de 80 % (Westennannet al., 1988). D'autres expérimentations semblent indiquer qu'il n'ya pas d'avantage à fractionner pour augmenter l'efficacité de l'utilisation de l'engrais azoté(Joem& Vitosh, 1995).
Au stade de maturation, les besoins en azote sont nuls. S'ily a présence excédentaire de cetélément,ilpeutyavoir croissance végétativeenfinde saison et délai à la maturation. En plus d'un délai de maturation, des études faites sur la répartition de l'azote dans la plante montrent que si l'azote est utilisé à des taux plus élevés que celui nécessaire à l'obtention d'un rendement de tubercules optimum., {'excédent se retrouve dans les fanes et les tubercules, les fanes étant le point de chute dominant. À des doses adéquates ou
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déficitaires, ce sont les tubercules qui sont le point de chute dominant (Lauer, 1985). Le développement du poids secdu feuillage de la pomme de terre est à son maximum 65 à 75 jours après la plantation sous les conditions québécoises.Lefeuillage contient alors 10 % de tout l'azote du plant. Lorsque la plante est âgée de 95 à 100jours, le feuillage ne contient plus que 28 % de l'azote total du plant. TI y a une forte migration du feuillage vers les tubercules durant le stade de maturation delaplante (Tran & Giroux, 1991). Le taux d'absorption de l''azote durantla période 65-75 jours est de2,1 à 4,5 kg ha·· jour-1 lorsqu'il n'y a pas de fertilisation complémentaire ou lorsqu'il y en a une. Le taux d'efficacité de l'azote atteint 75 % lorsque le sol ne fournit pas beaucoup d'azote et est de 35à40 % dans le cas contraire (Tran & Giroux, 1991).
La gestion de l'azote pour la fertilisation de la pomme deterreen Idaho tient compte des observations faites par Westermannet al. (1988) concernant la physiologie de la nutrition de la pomme de terre. Les grilles de fertilisation développées font appel à la mesure de l'azote minéral du sol au moment de la plantation, et la quantité de fertilisant azoté nécessaire pour atteindre la stade d'initiation des tubercules diminue proportionnellement avec une présence croissante d'azote minéral du sol au moment de la plantation (McDoIe
et al., 1987). Passé ce stade, la gestion de l'azote est fonction de la teneur en N-nitrate du pétiole des feuilles récemment arrivées à maturité. Un seuil critique a été établi en deça duquel la fertilisation azotée se fait via le système d'irrigation à raison d'environ 45 kilogrammes d'azote à l'hectare. Le système d'irrigation est obligatoire en Idaho où la pluviométrie est relativement faible par rapport à la nôtre. Cette fertilisation via le système d'irrigation se fait principalement au stade du grossissement des tubercules, période la plus exigeante en quantité d'azote (Kleinkopf& Westermann, 1986 ; Kleinkopf
et al., 1984).
En Europe, la mesure de l'azote du sol pour ajuster la fertilisation de la pomme de terre n'est pas une nouvelle approche (Greenwoo~ 1986). Les grilles de fertilisation pour différentes cultures sont fonction des teneurs en azoteminéral du sol avant d'effectuer la fertilisation tôt au printemps (Anon.,1986 in Neeteson & Zwetsloot, 1989). Les modèles pour la pomme de terre partent de besoins en azote bien établis et soustraient les quantités d'azote du sol disponibles tôtauprintemps. Pour les sables, le modèleest :
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et pour les loams et les argiles, le modèle est :
où 350 et 320 sont les quantités d'azote jugées nécessaires à la croissance de la pomme de terre; N MO-30 est l'azote minéral dispomole dans la strate 0-30 cm du sol tôt au
printemps en kg ha-l ; NmO-6O est l'azote minéral disponibledans la strate 0-60 cm du sol
tôt au printemps en kg ha-1• La fertilisation organique précédente n'est pas tenue en
compte. Les modèles utilisés sont donc comptables etdéduisent l'azote du sol dispomble (Neeteson, 1989).
L'effet du précédent cultural sur la production de la pomme de terre a été évalué. L'utilisation du trèfle rouge comme précédent diminue les besoins en fertilisant azoté de la pomme de terre. On peut comptabiliser 75 kg N ha-1 pour la pomme de terre après cette culture (porter& Sisson, 1991). Les besoins sont alors estimés entre 90et 135 kg N ha-1 comparativement à 196 à 211 kg N ha-l sur un retour de céréale. La contribution potentielle du trèfle d'odeur est estimée à 350 kgN ha-l (Griffin& Hestennan, 1991). Des tentatives d'amélioration des modèles ont été effectuées enincluant le type de sol, le précédent culturalet laprofondeur d'échantillonnage de l'azote minéral du soL Elles sont arrivéesà l'équation suivante :
où Nt est la réponse à l'azote; Nfest l'azote du fertilisant en kg ha-1; N m30 est l'azote
minéral disponible dans lastrate 0-30 cm du sol tôt au printemps en kg ha-l ; N m60 est l'azote minéral dispomole dans la strate 30-60 cm du sol tôt au printemps en kgha-l. Plus
précisément, en fonction du type de sol et de l'addition ou non de fumure organique, l'évaluation de besoins de la pomme de terre correspond aux équations suivantes:
Nt
=
410 - 0,7 N mO.30 - 0,3 N m3~ : sursable, sans fumure organique; Nt= 320 - 0,7 N mO.30 - 0,3 N m3O-6O :surloam, sans fumure organique;•
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Nt= 305 - 0:t7 NmG-30 - 0,3 N m30-60 : sur argile:t sans fumure organique; Nt=370 - O:t7 NmO-30 - O:t3 Nm3(k)() : sur sable, avec fumure organique; Nt
=
265 - 0,7 NmO-30 - 0:t3 N m30-60 : sur loam, avec fumure organique;Nt= 295 - 0,7 NmO-30 - 0:t3 Nm30-60 : sur argile, avec fumure organique.
Ce sont les besoins totaux qui changent principalement en fonction du précédent culturaL Les modèles sont encore comptables et nécessitent une compilation d:tune quantité de tests en fertilisation pour détenniner les niveaux de besoins différentiels en fonction des types de sol. ils nécessitent aussi le calcul delafourniture azotée de la fumure organique. Ds ne se sont pas avérés significativement plus efficacesàprédire les besoins en azote par les fertilisants que les modèles présentés précédemment (Neeteson, 1989).
La méthode des bilans est utilisée en France (Machet:t 1984) pour calculer la dose totale d'engrais à apporter à une culture pour obtenir un rendement optimum élevé. La dose d'engrais est évaluée après avoirestimétous les éléments de l:téquation suivante:
Besoins en N de la culture + Reliquat N fin de culture = Reliquat N à la sortie de 1'hiver + N de la matière organique du sol
+
N des résidus culturaux + N des amendements organiques + N de l'engrais azotéLes besoins en azote de la culture sont calculés en fonction du rendementvisé. Le reliquat
fin de culture et la minéralisation des résidus de récolte sont issus des données de la recherche et de l'expérimentation. Le reliquat à la sortie de l'hiver doit être mesuré chaque année etdanschaque situation.
La minéralisation de la matière organique est particulièrement difficile à évaluer. La mesure du rapport C/N de la matière organique peut être utilisée pour évaluer la dispomoilité en azote. Le contenu en carbone de la matière organique est considéré comme une constanteà58 % de la quantité totale mesurée.Lamesure dutauxde matière organique est pratique courante. La déduction du contenu en carbone est facile de même que le contenu enazote~lorsquela mesure du C/Nest dispomole. C'est laminéralisation
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de la matière organique qui n'est pas facile. Dans les sols à pH acide comme ceux de la
pommede terre mais à fort travail du sol par sarclage et rechaussement, quelle peut être la quantité de matière organique minéralisée ? C'est un facteur non négligeable pour lequel nous n'avons pas ou peu d'informations.
Une méthode utilisée largement pour l'ajustement de la fertilisation du maïs n'est pas une méthode comptable. La présence d'azote du sol sous fonne de nitrate juste avant le stade de croissance du maïs où ce dernier requiert sa plus forte demande en azote se veut un indicateur intégré (Magdoff et al., 1984). L'utilisation de ce test sous-tend plusieurs prémisses :
1) Tous les fertilisants azotés pour le maïs, sans compterlapetite quantité appliquée en bandeà la plantation, devraient être appliqués au sol quand les plantes ont entre 15 et 45cm de hauteur.
2) Le sol et le climat intégreront les nombreux facteurs influençant la présence de l'azote disponible jusqu'au moment où la décision d'appliquer le fertilisant azoté doit être faite.
3) La quantité de N-NÛ3· présente au moment de l'échantillonnage est directement reliée àla capacité du solàfournir de l' azote toute la saison durant.
4) fi est possible de disposer d'une analyse de laboratoire dans les 14 jours suivant l'échantillonnage.
5) L'échantillonnage ne se fera probablement pas à une profondeur de sol excédant 30 cm.
Laprémisse numéro trois est la plus importante.Lebut de la méthode est de ne pas avoir àtenir compte du type de sol, du précédent cultural et de la fumure organique apportée à la culture pour faire
e
ajustement de la fertilisation azotée.Magdoff signale que l'échantillonnage du sol durant la saison de croissance pennet de prendre en compte la minéralisation de l"azote provenant des résidus frais (MagdoH: 1991). En échantillonnant selon le stade de croissance du maïs, les facteurs variés qui
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influencent la présence de l'azote dans le sol ont le temps de se manifester avant de prendre la décision d'appliquer la quantité optimale d'azote via le fertilisant La plupart des facteurs influençant la concentration de l'azote au sol ont aussi une influence sur la croissance même de la plante.
La régie régulière de la pomme de terre fait en sorte que le producteur fertilise àl'azote juste avantlaplus forte demande en azote delaplante, à l'initiation des tubercules (Ojala
et al., 1990). La pratique courante fait aussi en sorte que la première application de fertilisant se fait en bande à la plantation. Ce sont deux: caractéristiques très importantes
qui rendent applicable la méthode de Magdofr En changeant la prémisse no 1 et en l'adaptant à la pomme de terre, au lieu de faire l'échantillonnage lorsque la plante a entre 15 et 45 cm de hauteur comme dans le cas du maïs, on le faitjuste avant l'initiation des tubercules, c'est-à-dire, juste avant le rechaussement de la pomme de terre.
L'hypothèse de départ du présent travail est donc qu'il est possible d'appliquer la méthode Magdoffà la production de la pomme de terre en adaptant l'échantillonnage du sol à la physiologie de la nutrition azotée de cette plante. Nous prenons aussi pour acquis la notion d'indicateur intégré du N-N03- comme mesure de la capacité du sol à fournir de l'azote toute la saison, tel que mentionné dans la prémisse no 3 de la méthode décrite plus haut.
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CHAPÎTRE DEUX
MATÉRlEL ET MÉTHODES Travailauchamp etenlaboratoire
Cette étude fut conduite durant les saisons de croissance 1993 et 1994. Les conditions climatiques des deux saisons de croissance furent différentes des moyennes concernant la pluviométrie particulièrement (Figure 2.1).
La plupart des types de sol propice à la culture de la pomme de terre de la région des Bois-Francs furent représentéssurles28 sites sélectionnés. Quatorze sites furent utilisés en 1993 et 14 en 1994. Neuf séries de sol caractéristiques dela production de la pomme de terre étaient présentes dans les essais, St-Amable et St-Jude par exemple (Tableaux 2.1aet2.1b).
La recherche fut effectuée avec six variétés de pomme de terre : Superior, Kennebec, Chieftain, Shepody, Katahdin et Eramosa. Les précédents culturaux étaient très variés: huit sites sur un retour de pomme de terre; cinq sur retour de maïs-grain; trois sur retour de pomme de terre suivi d'un engrais vert ; trois dont le précédent était inconnnu ; deux sur retour d'avoine; deux sur retour d'orge; deux sur retour de prairie permanente; un sur retour d'avoine suivi d'une moutarde; un sur retour de moutarde; un sur retour de fraise. Le type de semence et son traitement fongicide, le cas échéant, furent notés (Tableaux 2.1aet2. lb).
Chaque parcellefutconstituée de quatre rangs de pomme de terre, espacés de 90 cm, sur une longueur de cinq mètres. Chaque variété fut plantée selon son espacement optimum et selon la régie employée par le producteur chez qui s'est effectué l'expérience. Les noms des producteurs ontéténotés parles initiales seulement pour garder leur anonymat (Tableaux2.1aet2.1b).
Le dispositif expérimental fut un bloc aléatoire avec deux répétitions de quatre traitements (Tableau2.2). Les traitements consistaient en des doses de 0, 75, 150et 225 kg de Nha-l.
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Tableau 2.1 a : Caractéristiques des sites expérimentaux et traitements de semence de la saison 1993
Producteur Parcelle Variété Précédent cultural Espacement Planton Traitement Série de sol de semence
RCz 7B Kennebec Maïs 20 cm Rond Non St-Amable
RC 2A Superior Pomme de terre 28 cm Rond Non Saults
RC lB Kennebec Pomme de terre ]5 cm Rond Non Saults
RC 9 Kennebec Avoine 15 cm Rond Non Saults
CC N]2 Superior Maïs ZOcm Tranché Talc St-Sylvère
CC B5 Superior Maïs 20 cm Tranché Talc St-Sylvère
~ ~
GR Il Kennebec Inconnu ]5 cm Tranché Talc St-Jude
GR 2 Kennebec Orge ]5 cm Tranché Talc St-Jude
GR 47 Shepody Inconnu 30 cm Tranché Talc St-Jude
SR 38B Kennebec Inconnu 15 cm Tranché Talc St-Amable
MC A2 Superior Pomme de terre 28 cm Rond Non St-Jude
MC A3 Katahdin Pomme do terre suivie d'un engrais vert 28 cm Rond Non St-Jude
MC 12 Superior Avoine 20 cm Rond Non St-Samuel
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Tableau 2.1 b : Caractéristiques des sites expérimentaux et traitements de semence de la saison 1994Producteur Parcelle Variété Précédent cultural Espacement Planton Traitement de semence Série de sol AL 2 Superior Pomme de terre suivie d'un engrais vert 20cm Tranché Easout St-Thomas
AL 6 Eramosa Orge 20 cm Tranché Easout St-Thomas
Al
lA Superior Pomme de terre 20 cm Tranché Non PierrevilleGB 1 Chieftain Fraise 25 cm Tranché Non Pierreville
BT B4 Superior Maïs 20cm Rond Non St-Amable
MC JI Superior Avoine
+
moutarde 20 cm Rond Non St-Amablet-' MC 41 Superior Prairie 20 cm Rond Non St-Amable
N
MC C3 Supelior Moutarde blanche 20 cm Rond Non St-Jude
RC lB Chieftain Pomme de terre 25 cm Rond Non Sau)ts
RC NI Superior Maïs 20 cm Rond Non St-Sylvère
RC 7A Kennebec Pomme de terre 15 cm Rond Non Ste-Sophie
Re
9A Kennebec Pomme de terre 15 cm Rond Non Ste-SophieRe
3 Kennebec Prairie 15 cm Rond Non Ste-Sophie•
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180 160 140i
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11II1t+-r11111&-H IIIIIIH---l 1-1
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Tableau 2.2 . Traitements de fertilisation azotée et fractionnement utilisés pour l'expérimentation
Traitement Dose d'azote (kgha-1) Fractionnement de l'azote
1 0 Aucun
2 75 Tout à la plantation
3 150 70% à la plantation, 30% au rechaussement
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La fertilisation en phosphore, potassium et magnésium fut déterminée selon l'analyse de sol fournie par le producteur et était basée sur la grille de fertilisation pomme de terre (C.P.V.Q., 1992). La forme azotée employée pour la fertilisation fut le nitrate d'ammonium (34-0-0), le phosphore était sous forme de superphosphate triple (0-46-0) et la potasse sous fonne de sulfate de potassium (0-0-50). Lorsque la fertilisation magnésienne fut nécessaire, le sulfate de potassium. et de magnésium (0-0-22-11) fut employé. Tous les autres éléments de régie furent ceux mis en pratique par le producteur sur sa ferme : traitements herbicide, insecticide et fongicide, rechaussement, défanage et récolte.
Avant la plantation, un échantillon de sol fut pris avec une sonde en T à deux profondeurs, 0-30 cm et 30-60 cm, pour chacune des répétitions, pour en déterminer le contenu en azote minéral des fractions ammoniacale et nitrique. Cet échantillonnage a été fait entre le 5 mai et le 4 juin. La même procédure fut utilisée au moment du rechaussement dans les parcelles témoins mais la forme ammoniacale de l'azote minéral
n'a pas été mesurée. L'échantillonnage a été effectué entre le 23 juin et le 14 juillet. Un troisième échantillonnage fut fait au moment de la récolte dans chacune des parcelles en 1993. Le N-nitrate résiduel a ainsi pu être mesuréà deux profondeurs dans le sol.
En 1993, les échantillons furent séchés dans une étuve à 65° C pendant 24 heures avant d'être extraits au KCl 2M et analysés avec un appareil Technicon. (C.P.V.Q., 1993). En 1994, les échantillons furent séchésà l'air ambiant pendant cinq jours avant d'être extraits et analysés avec le même appareil. ( Nelson & Bremner, 1972 ). Le séchage à l'air ambiant permet d'augmenter la proportion de nitrate par rapport à celle du N-ammoniac parce que
r
activité microbienne ne s'arrête qu'une fois le séchage tenniné. La densité apparente du sol fut mesurée par la technique du cylindre (Lutz, 1947) sur chaque site, pour chaque répétition, aux profondeurs 0-30 cm et 30-60 cm.L'échantillonnage pour la détermination du rendement fut effectué sur les deux rangs du centre de la parcelle, sur une longueur de trois mètres linéaires. Pour chaque longueur de trois mètres, les paramètres suivants furent mesurés :
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le nombre de plants; le nombreetle poids des tubercules danslacatégorie Canada no. l, petite (17/8 po.à 2Y4 po.) ;le nombre et le poids des tuberculesdans la catégorie Canada no. 1 (2~ po. à 3~ po.) ; le nombre et le poids des tubercules dans la catégorie Canada no. 1, grosse (>3~ po.) ; le nombre et le poids des tubercules '~erts"; le nombre et le poids des tubercules difformes ; le nombre et le poids des tubercules dans la catégorie "autres" (tubercules < 17/8 po.) ; le pourcentage de défaut interne dans la catégorie Canada no 1 (échantillon de 10 tubercules).
La classification par catégorie de grosseur fut effectuée à l'aide de jauges ajustées aux dimensions de tubercules recherchées. La sélection des tubercules verts et difformes fut faite par évaluation visuelle. Le pourcentage de défaut interne, présence de coeur creux ou de coeur brun, fut déterminé visuellement en tranchant un échantillon dedixtubercules classés vendables et en évaluant visuellement la présence de ces défauts internes.
Le rendement vendable fut détenniné en soustrayant du poids de tous les tubercules récoltés, ceux des tubercules "verts", difformesetde la catégorie "autres". Le rendement vendable relatif fut calculé, pour chaque répétition, en déterminant le pourcentage du rendement vendable obtenu dans chaque traitement de la répétition par rapport au meilleur rendement vendable obtenu dans la répétition.
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Analysestatistique
Le traitement statistique des données fut effectué à eaide des logiciels TableCurve 2D version4,0 (1989-1996) etTableCurve3Dversion 1,0(1993)de Jandel Scientific.
Tout au long du présent travail, l'emploi de
r
expression «meilleure équation de régression» signifie que la valeur de la statistique F et le coefficient de détermination obtenus avec l'équation mentionnée sont plus éIévés que ceux obtenus avec les autres équations ayantunseuil de signification de95% ou plus.La sélection des équations de régression s'est faite en suivant successivement les étapes énumérées plus bas comme critères sélectifs progressifs,. après application du calcul des moindres carrés :
1. La valeur de la statistiqueFla plus élevée possible avec un seuilde signification de 95
% ou plus: ce critère pennet de diminuerau maximumla proportion de l'erreur par rapport àla régression calculée.
2. Chacun des tennes de l'équation devait avoir une probabilité de95 % ou plus. 3. La valeur du coefficient de détermination la plus élevée possible.
4. La distribution des résidus la plus uniforme possible de chaque côté de la courbe de régression.
Les équations de régression obtenues en reliant l'azote minéraldu sol et les rendements absolus ou relatifs sont celles tirées de la banque d'équations du logiciel TableCurve 2D version 4.0 (1996) qui compte plus de 3400 équations.
Concernant la relation entre la teneurdu sol en azote minéral et le rendement vendable relatit: les équations retenues furent celles avec lesquelles le rendement théorique de 100 %, ou un rendement se rapprochant de 100%, apu être atteint. Leséquations établissant un plateau de rendement bien en-dessous de la barre des 100 % furent rejetées, même si ces équations offraient une valeur de Fetun coefficient de détermination supérieurs. Comme le rendement relatifmaximaI a été fixé à 100%, par la méthode expliquée plus
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haut, les équations de régression obtenues n'ont pas pu donner comme résultat final 100 % du rendement potentiel, puisque la régression chercheàse coller le plus près possible de tous les points, y compris ceux qui n'atteignent pas les 100 %. Conséquemment, lorsque les combinaisons «Azote du sol - Fertilisation azotée» furent calculées d'après ces équations, ces combinaisons indiquaient le seuil de fertilisation azotée à partir duquel on ne pouvait plus obtenir d'augmentation de rendement, même si ce rendement vendable relatif calculé n'avait pas atteint les 100 %.
Dans le cas des équations donnant des courbes àtrois dimensions, les modèles suivants ont été essayés systématiquement pour déterminer la meilleure régression possible selon les critères mentionnés plus haut :
1. Y= a
+
bF + cF2+ dN + eN2+fNF + gN2F + hNF2 2. Y=a + bF +cF2+dN + eN2+fNF+gNF2+ hN2F2 3. Y =a+bF + cF2 +dN + eN2+fNF+gN2F+hN2F2 4. Y=a + bF +cF2 + dN+ eN2 +fNF + gNF2 5. Y =a + bF + cF2 + dN+eN2+
fNF+
gN2F 6. Y =a + bF + cF2 + dN+ eN2 +fNF + gN2F2 7. Y=a+ bF+
cF2+
dN+ eN2+fNF 8. Y= a+
bF+cF2+ dN + eNF 9. Y=a+bF+cF2+dNF 10. Y=a+bF+cF2+ dNIl. Y=aF + bF2 +cN + dN2+ eNF +mlp+gNF2+ hN2F2 12. Y
=
aF+
bF2+ eN+ dN2 + eNF+fN2F +gN2F2•
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14. Y=aF+bF2+cN+dN2+eNF+fN2F2 15. Y=aF +bF2+cN+dN2+eNF +fN"2F 16. Y = aF+ bF2+ cN +dN2+eNF +tNF2 17. Y=aF+bF2+cN+dN2+eNF 18. Y=
aF+bF2+ cN + dN2 19.Y=aF+bF2+cN+dNF 20. Y= aF+bF2+ cNFoù Y = rendement absolu ou relatif; a minuscule à h minuscule sont des coefficients de régression;F majuscule= la fertilisation azotéeenkgha-1; N majuscule= l'azoteminéral
du sol sous fonne de nitrate ou de nitrateetd'ammoniac,en mg kg-1ou kgha-l.
Pour le choix de (" équation explicative finale, la comparaison de la répartition des résidus de part et d'autre de la courbe de régression a été un critère supplémentaire de sélection. L'uniformité de cette répartition ainsi que le moindre écart par rapport àla courbe de
régression calculée ont guidé notre choix.
À partir de l'équation choisie, en supposant la fertilisation égale à zéro, on pouvait déterminer le seuil maximal de réponse du rendement à l'azote du sol et en supposant l'azote du sol égalà une valeur connue, on pouvait déterminer letaux de fertilisation en dérivant l'équation résultante par rapport àF, la fertilisation, et en l'égalantà zéro pour obtenir les combinaisons «Azote nitrique du sol et Fertilisation azotée» donnant le rendement maximal.
Les données de base ayant servi au calcul des différentes équations de régression sont listées en annexes 1aà 1g.
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RÉSULTATS
ET DISCUSSION Saison 1993Rendements des parcelles-témoins
Les rendements obtenus dans les parcelles-témoins variaient de 6110 kgha-l à35000 kg ha-l dans le cas des rendements totaux et de 2960 kgha-l à33500 kg ha-l dans le cas des rendements vendables. Cette variation englobait le rendement québécois moyen établi de 23450kg ha-1(CREAQ, 1991). Les teneurs en azote minéral du sol passaient de 2,93 mg kg-1à33 mg kg-1 dans le cas du N-nitrate mesuré au moment de la plantation et allaient de 9,2 mg kg-l à 75,2 mg kg-1 dans le cas du N-nitrate + N-ammoniac mesurés au rechaussement (Tableau 3.1).
La variation de rendement de la pomme de terre dépendait partiellement du contenu en N-nitrate ou en N-nitrate+N-ammoniac qui fut mesuré àdeux profondeurs dans le solà la plantation et au rechaussement. En 1993 (Tableau 3.2), avec un échantillonnage de l'azote du sol effectué à la plantation, les coefficients de détennination des meilleures équations de régression obtenues étaient très bas : 0,15 à 0,188. À ce stade, les régressions expliquant la plus grande fraction de la variation du rendement étaient obtenues en reliant l'azote du sol mesuré dans la strate 0-60 cm et le rendement. Le dosage de la forme ammoniacale en plus de la fonne nitrique de r'azote permettait d'obtenir une légère amélioration du coefficient de détermination- Exprimer l'azote nitrique du sol dosé à la plantation en kg ha-1 au lieu de mg kg-l n'améliorait pas le coefficient de régression. Doser l'azote dans la strate 0-60 cm, au rechaussement, et le mettre en rapport avec le rendement vendable relatit: en tenant compte de la partie ammoniacale de l'azote minéral du sol, donnait la meilleure équation de régression. Le coefficient de détermination restait cependant relativement faible: 0,325 (Tableau 3.3). C'était le modèle quadratique standard, y= ar+bx+c, qui expliquait le mieux la variation de rendement obtenue en 1993 àce stade de la culture.
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Tableau3.1 : Moyennesclparamètres statistiques de la saison 1993
N-nitrate N-nitrate N-nitrate+N-ammoniac N-nitratc+N-ammoniac
dans la strate 0-30cm dans la strate 0-60cm danslastrate 0-30 cm danslastrate 0-60 cm
à la plantation à la plantation à la plantation à la plantation
(mg kg"l) (mg kg"l) (mg kg"!) (mg kg"l)
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Moyennes 9,44 16tO 14,6 24,0 Écarts-types 5.47 6,14 12,0 11,7 Variances 29,9 37,7 145 138 Maxima 33,0 37,9 71,4 75,5 Minima 2,93 5,87 6,07 12,6N-nitrate N-nitrate N-nitratc+N-ammoniao N-nitrate+N-ammoniac
dans la strate 0-30 cm dans la strate 0-60 cm dans la strate 0-30 cm dans la strate 0-60 cm
N au rechaussement au rechaussement au rechaussement au rechaussement
-
___~ ~ (t!!&~__ ___ _~B!ü____ __u_ _(mgkg~) _(mgkg"l) Moyennes 7,95 Il,8 12,9 Écarts-types 8,91 9,34 16,6 Variances 79,3 87,2 276 Maxima 38,3 41,4 69,3 Minima 1 2,03 3,9Contenu en nitrate RendLment total Rendement vendable
du pétiole(%) (kgha°l
) (kgha"!)
Moyennes 2,34 20800 17600
Écarts-types 2,62 7870 7530
Variances 6,89 6,19E+07 5,66E+07
Maxima 8,8 35000 33500 Minima 0,02 6110 2960 17,8 16,9 286 75,2 9,2 Rendement vendable relatif(%) 63 22 494 100 20
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Tableau 3.2 : Équations de rendement obtenues sans apport d'engrais en relation avec l'azote du sol mesuré à la plantation en 1993.Rende- Strate Formes deN R2 Équation de la Équation
ment (cm) mesurées (mg kg-l meilleure courbe no
sauf si spécifié ajustée aux données
autrement) RT.kgZ 0-30 N-NCh- n..s. RT.kg 0-60 N-N03- 0,188* y=38500-67800mo.5 y 1 RT.kg 0-30 N-N03-+N-NH4+ n.s. R.T.kg 0-60 N-N03-+N-NH4+ 0,15* y=25900-2,11*106~2 2 RV.kg 0-30 N-NCh- 0,155* y=16700+0,445N3 3 RV.kg 0-60 N-NCh- 0:,169* y=12600+75,3N1.5 4 RV.kg 0-30 N-N03-+
N-NIL
+ 0,169* y=16900+0,0453N3 5 RV.kg 0-60 N-NÛ3-+N-NH4+ 0,158* y=16500+0,037~ 6•
RV.% 0-30 N-N03- o.s. R.V.% 0-60 N-N03- n.s. RV.% 0-30 N-N03-+N-NI4+ n.s. R.V.% 0-60 N-NÛ3-+N-NH/ n.s. RT.kg 0-30 N-NÜJ-(kgha-l) as. R.T.kg 0-60 N-NÛ3-(kgha-l ) 0,179* y=10900+130N 7 R.V.kg 0-30 N-N03- (kgha-l) 0,155* y=16700+0,OO44sN 8 RV.kg 0-60 N-N(h-(kgha-l ) 0,151*
y=10800exp(-N/-161) 9 R.V.% 0-30 N-N03 - (kgha-!) n.s. R.V.% 0-60 N-NÜ3-(kgha-l) n..s.z :R.T.kg
=
rendement total exprimé eo kgha-i ;R V.kg=
rendement vendable exprimé en kgha-l ; R V.%=
rendement vendable relatif exprimé en %.•
Y :N=
azote minéral du sol ;* :
P <0,05 ; o.s.: non significatif•
Tableau 3.3 : Équations de rendement obtenues sans apport d'engrais en relation avec l'azote du sol mesuré au rechaussement en 1993.Rende- Strate Formes de R2 Équation de la meilleure R2de Équation
ment (cm) N courbe ajustée aux l'équation no
mesurées données y quadratique
(mg kg-l ) standard y=ar+bx+c RT.kgZ 0-30 N-NÛ]- n.s. R-T.kg 0-60 N-N03- 0,303* y=11400+I070N-0,543N3 0,301
*
10 R.V.kg 0-30 N-NÛ)- n.s. R.V.kg 0-60 N-N03- 0,2684* y=9180+961N-o,482N3 0,2675* II R-V.% 0-30 N-NÛ)- n.s. RV.% 0-60 N-N03- 0,325** y=32,8+3,91N-0,0702N2 12•
z : R.T .kg= rendement total exprimé en kgha-1 ; R.V.kg= rendement vendable exprimé en kgha-1; R.V.% = rendement vendable relatifexprimé en %.y :N
=
azote minéral du sol.* :
P< 0,05 ; ** : P< 0,01 ; n.s. : non significatif•
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En égalantladérivée première de réquation 12 (Tableau 3.3)à zéro, on obtenait le seuil optimal de réponse de rendement à l'azote du sol obtenu en 1993 : 27,85 mg kg-l ou environ 28 mg kg-l de N-N03- dans la strate 0-60 cm du sol. Cette équation expliquait 32,5% de la variation du rendement relatif de la pomme de terre obtenu en 1993.
Résultats des parcelles-témoins et parcelles fertiliséescombinées
La fertilisation azotée expliquait entre9,6 et 17% de la variation du rendement obtenue en 1993 (Tableau 3.4).
En combinant les deux facteurs explicatifs, les seules régressions significatives à P< 0,05 étaient obtenues en combinant l'azote du sol mesuré dans la strate 0-60 cm au rechaussement, la fertilisation azotée et le rendement (Tableau 3.5). Toutes les autres régressions calculées en combinant
r
azote du sol, la fertilisation azotée et le rendement ne mettaient pas l'azote du sol comme étant significatif: seule la fertilisation azotée l'étaient. L'équation 18 offrait le meilleur coefficient de détennination:R.V.%
=
45,9+OA63 F - 0,0014 F2+
2,29 N - 0,0397 N2- 0,00815 NFoùR.V.% est le rendement vendable relatif en%; F
=
fertilisation azotée enkgha-l ; N=N-N03- en mg kg-l dansla strate0-60 cm au rechaussement.
L'effet dépresseur de l'azote du sol était vérifiable avec les équations 16 et 17 (Tableau 3.5). La représentation graphique de 1"équation 18 montrait bien reffet dépresseur de l'azote du sol lorsqu'il était à forte concentration (Figure 3.1). Le seuil pour les N-nitrates du sol était de : 28,79 ou == 29 mg kg-l.
n
était légèrement supérieur au seuildécoulant de l'équation 12 mais dans le même ordre de grandeur.
L'établissement d'une relation significative entre la teneur en N..nitrate de la strate 0-30 cm et celle de la strate 30-60 cm au rechaussement s'est avérée impossible. La relation entre la teneur en N-nitrate de la strate 0-30 cm et celle de la strate 0-60 cm se lisait comme suit:
•
•
•
où Y = teneur en N-nitrate de lastrate 0-60 cm au rechaussement en 1993 et x = teneur en N-nitrate de la strate 0-30 cm au rechaussement en 1993.Le coefficient de détermination était de 0,852 pour une équation significativeàP< 0,01.
•
Tableau 3.4: Relation entre la fertilisation azotée et les rendements obtenue en 1993 Facteur expliqué R.V.kg R.V.% 0,119** 0,096** 0,17**Équation de la meilleurecourbe
ajustée aux données
y
=
20800 - 10IF+
1850pO,s y= 17600 - 3,41pl,5+
1040pO,5 y=
63,3 - O,000622F2+
2,9WO·
s Équationno 13 14 15z :R.T.kg= rendement total exprimé en kgha-1; RV.kg = rendement vendable exprimé en kgha-l ;R.V.%
=
rendement vendable relatif exprimé en %.y :F=
fertilisant azotéen kg ha-1.** : P< 0,01.
Tableau 3.5 : Équations de rendement obtenues avec apport d'engrais en relation avec l'azote du sol mesuré au rechaussement en 1993 .
•
Rende-ment
Strate Formes de N (cm) mesurées
(mg kg-l )
Équation delameilleure Équation courbe ajustée aux no
données R.T.kgZ 0-60 R. V.kg 0-60 R.V.% 0-60 N-N03- 0,243** y=a+bF-cF2+dN-eN2 y N-NÛ3- 0,188** y=a+bF-cF2+dN-eN2 N-NÛ3- 0,3** y=a+bF-cF2+dN-eN2 -tNF 16 17 18
•
z :R.T.kg= rendement total exprimé en kgha-l ; R.V.kg= rendement vendable exprimé
en kgha-l ; R.V.%
=
rendement vendable relatif exprimé en%.y : a, b, c, d et e sont des coefficients de régression; F=fertilisation azotée en kgha-l ; N
=
azote nitrique du sol en mg kg-l .N
~
•
•
y
=
45,9+0.463 F - 0,0014 F2+2,29 N - 0,0397 N2 - 0,00815 NF r2"'0.30045837 DF Adj r2;;O.26048457 FitStdErr=19.050262 Fstat=9.1055589100 90 'ê'
èS
80~
70 ]60-~
50-~
40 .... fi 30!
20~
10o
"e,"b""
~
" 'l-"~~
\ 'l- \'D \? "l-N-nitrate, strate0-60cm (mg kg-l ) \Fertilisation azotée (kg ha-I )
•
•
•
•
Saison 1994
Les rendements obtenus dans les parcelles-témoins variaient de 5930 kg ha-1à 45900 kg ha-1dans le cas des rendements totauxetde 2960 kgha-l à 42400 kgha-1
dans le cas des rendements vendables (Tableau 3.6). Comme en 1993, cette variation englobait le rendement québécois moyen établi de 23450 kg ha-1 (CREAQ, 1991). Les teneurs en azote minéral du sol passaient de 1,1 mg kg-1 à 19,3 mg kg-1 dans le cas du N-nitrate mesuré au moment de la plantation et allaient de 11,6mg kg-1à 45,8 mg kg-1dans le cas du N-nitrate+N-ammoniac mesurésaurechaussement (Tableau 3.6).
En1994les équations de régression avaientdescoefficients de détermination supérieurs à
ceux obtenues pour l'année 1993 (Tableau 3.7). fis allaient de0,421 à0,702. L'équation 23 reliant le rendement vendable absolu etla teneur du sol en azote nitrique dans la strate 0-30 cm à la plantation expliquait bien la variation du rendement. La relation entre les deux composantes était simple et montrait une augmentation de rendement linéaire de 1960 kg de pomme de terre vendable avec chaque mg_kg-1de N-nitrate supplémentaire dispomole dans le soL Le fait d'exprimer l'azote nitrique du sol en kgha-1au lieu de mg
kg-1améliorait le coefficient de détermination. LeR2 passait de 0,649à 0,702 (l'équation 23 comparée à l'équation 33). L'échantillonnage en profondeur n'a pas permis d'améliorer les coefficients de détermination des équations de régression en 1994. L'équation 27 reliant le rendement vendable relatif et la teneur en azote nitrique du sol dans la strate 0-30 cm était très utile. Elle nous indiquait le seuil à partir duquel il n'y avait plus de réponse de rendement en1994 : 14,8 mg kg-1 ou
=
15 mg kg-1.Les équations obtenues en reliant l'azote du sol mesuré au rechaussementetle rendement avaient des coefficients de détermination moins élevés que celles obtenues avec un échantillonnageàla plantationen 1994(Tableau 3.8).
Lafertilisation expliquait de 12 à près de 35 % de la variation de rendement obtenue en
1994. L'azote du sol était un meilleur facteur explicatif delavariation du rendement que la fertilisation azotée (Tableau 3.9).
N
\0
•
•
Tableau 3.6 : Moyennes et paramètres statistiques de la saison 1994
N-nitrate N-nitrate N-nitrate+N-ammonillc N-nitrate+N-ammoniac
dans la strate 0-30 cm dans la strate 0-60 cm dans la strate 0-30 cm dans la strnte 0-60 cm
àla plantation à la plantation lilaplantation à laplantation
(mg kg"') (rngkg"'1 __~ (mg~'_) (mgJg"l) Moyennes 5,47 8,94 9,11 15,2 Écarts-types 4,41 7,07 5,81 8,93 Variances 19,5 50,0 33,8 79,7 Maxima 19,3 26,4 27,4 37,7 Minima 1,10 l,Sa 3,90 6,10
N-nitrate N-nitrate N-nitrate+N-anunoniac N-nitrate+N-ammoniac
dans la strate 0-30 cm dansla strate 0-60 cm dans la strate 0-30 cm dans la strate 0-60 cm
aurechaussement aurechaussement aurechaussement aurechaussement
(mgkg"') (mg kg"l) {mgkg"'} (mg kg"')
•
Moyennes Écarts-types Variances Maxima Minima 5,23 5,79 33,5 30,7 1,2 Il,3 7,62 58,1 38,1 3,90 10,0 5,69 32,3 34,8 5,S 19,6 7,72 59,6 45,8 11,6 Rendement total Rendement "cndable(kgha-I) (kgha-') Rendement vendable relBtif{%) Moyennes Écarts-l)pes Variances Maxima Minima 1S600 11700 1,37EtûS 45900 5920 14500 10700 l,15Etû8 42400 2960 52 28 771 100 15
•
Tableau 3.7: Équations de rendement obtenues sans apport d~engraisen relation avec l'azoteminéraldu sol mesuré à la plantation en 1994.Rende- Strate Formes deN
R
2 Équation de la Équationment (cm) mesurées (mg kg-I meilleure courbe no
sauf
si spécifié ajustée aux données autrement) R.T.kgz 0-30 N-N03- 0,555** y=7660+1970NY 19 R.T.kg 0-60 N-N03- 0,464·- y=8390+1130N 20 R.T.kg 0-30 N-N03-+N-NHt 0,538*- y=9500+415NlnN 21 R.T.kg 0-60 N-N03"+N-NH/ 0,477*· y=9420+137Nt~ 22 R.V.kg 0-30 N-N03- 0,649·- y=3810+1960N 23 R.V.kg 0-60 N-N03- 0,480*- y=5130+1050N 24 R.V.kg 0-30 N-N03-+N-NH/ 0,615*- y=1360+1450N 25 R.V.kg 0-60 N-N03-+N-NI4+ 0,516*- y=8030+21,lN 2 26•
R.V.% 0-30 N-N03- 0,605** y=13,5N-o,457N 2 27 R.V.% 0-60 N-N03- 0,473*- y=11IN/(7,82-N) 28 R.V.% 0-30 N-N03-+N-NH/ 0,531 *- y=7,66N-o, 154N 2 29R.V.% 0-60 N-N03-+N-NH/ 0,421** y=10 1(l-exp(-o,536N) 30
R.T.kg 0-30 N-N03-(kg ha-1 ) 0,616*· y=9390+109N1nN 31 R.T.kg 0-60 N-N03-(kg ha-l ) 0,466** y=8120+251N 32 R.V.kg 0-30 N-N03-(kg ha-1 ) 0,702*- y=5640+107NJnN 33 R.V.kg 0-60 N-N03-(kg ha-1) 0,471** y=7710exp(-N/-76,6) 34 R.V.% 0-30 N-N03-(kg ha-l ) 0,614*- y=2,97N-o,0228N2 35 R.V.% 0-60 N-N03"(kgha-1) 0,465*· y=11IN/(36-N) 36
z :R.T.kg= rendement total exprimé enkgha-i ;R.V.kg
=
rendement vendable exprimé en kgha-1; R.v.
%=
rendement vendable relatif exprimé en%.y :N
=
azoteminéraldu sol** :P< 0,01.
•
•
•
Tableau 3.8 : Équations de rendement obtenues sans apport d'engrais en relation avec l'azote du sol dosé au rechaussement en 1994
Rende- Strate Formes de
R
2 Équation de la Équationnment (cm) Nmesurées(mgkg- meilleure courbe 0
1 ) ajustéeaux données RT.kg?: 0-30 N-N03- n.s. RT.kg 0-60 N-NÛ3- n.s. R.Y.kg 0-30 N-NÛ3- n.s. R.V.kg 0-60 N-N03- n.s. RV.% 0-30 N-N03- n.s. RV.% 0-60 N-N03- 0,214* y=21,3~.387y 37 R.Y.% 0-60 N-NÛ3-
+
N-N'Ht+ 0,269** y=3,3NO,0287N2 38z: R T.kg
=
rendement total expriméenkgha-[ ;R V.kg=
rendement vendable exprimé en kgha-l ; R.V.%= rendement vendable relatifexpriméen%.y :N =azoteminéral du sol.
* :
P<0,05 ; ** :P<0,01 ; n.s. : non significatifN.B.: aucun modèle quadratique y=ax2+bx+c ne s'est avéré significatifà P<0,05.
Tableau3.9 : Relation entre la fertilisation azotée et les rendements obtenus en 1994
Facteur R2 Équation de la meilleure Équation
expliqué courbe ajustée auxdonnées
no RT.kgZ 0,179** y=19100+
89-W>.s
y 39 R.V.kg 0,121 ** Y=
15600+ 119pO.5lnF 40R.V.% 0,347** y= 54+2,St>Ft.5 41
z: RT.kg= rendement total expriméenkgha-l ;RV.kg = rendement vendable exprimé en kgha-l ;RV.% =rendement vendable relatifexpriméen%.
•
•
•
Lorsque la fertilisation azotée était additionnée comme facteur explicatif du rendement (Tableau 3.10), c'était l'équation 54 utilisant le N-nitrate de la strate 0-30 cm mesuré à la plantation, exprimé en kgha-1, enrelation avec le rendement vendable relatif qui donnait
le meilleur coefficient de détermination: 0,53L Lefait d'exprimer le N-nitrate enmgkg-l abaissait le coefficient de détermination à 0,513 (Équation 50).
Équation 50 :
RVO~= 32,6+0,567F - 0,00134F2+3,55N - 0,0203NF où RYOJO est le rendement vendable relatif en %;
F= fertilisation azotée en kgha-l;
N= N-nitrate dans la strate 0-30 cm en mg kg-l . Équation 54 :
RVO.!cl
=
30,1 +0,536F - 0,00134 F2+0,905 N - 0,00525 NF où RVOJO est le rendement vendable relatif en %;F=fertilisation azotée enkgha-1 ;
N =N-nitrate dans la strate 0-30 cm en kgha-1•
Lemodèle retenu le plus performant ne permet pas de calculer de seuil de non-réponse à l'azote du sol, qu'il soit nitrique ou nitrique et ammoniacal combinés.
En additionnant la fertilisation azotée comme facteur explicatif du rendement à l'azote du sol mesuré au rechaussement, les régressions atteignaient des coefficients de détennination de 0,243 à 0,442. Pour obtenir des régressions significatives, il fallait mesurer pazote à une profondeur de 0-60 cm. Point n'était besoin de tenir compte de l'azote ammoniacal du sol pour obtenir le meilleur R2 •L'effet dépresseur de l'azote du sol sur le rendement était manifeste pour les équations 56 et 57 mais pas pour
e
équation 58 (Tableau 3.11).•
•
•
Les équations 42, 46 et 50 et leur représentation graphique sont données à titre comparatif
équation 42: Y = 268 F - 0,642 F2+2640 N - 9,49 NF (Figure 3.2); équation 46 : Y= 196 F - 0,451 p2+2200 N - 8,06 NF (Figure 3.3) ;
équation 50 : Y= 32,7+0,567 F - 0,00134 F2+3,55 N - 0,203 NF (Figure 3.4) _
Les recommandations de fertilisant azoté découlant de ces trois équations sont comparables (Tableau 3.12)
L'établissement d'une relation significative entre la teneur en N-nitrate de la strate 0-30 cm et celle de la strate 30-60 cm au rechaussement s'est avérée impossible. Par contre, la relation entre la teneur en N-nitrate de la strate 0-30 cm et celle de la strate 0-60 cm se lisait comme suit :
y = 5,61 + 1,08 x
oùy
=
teneur en N-nitrate de la strate 0-60 cm au rechaussement en 1994 etx=
teneur en N-nitrate de la strate 0-30 cm au rechaussement en 1994.•
Tableau 3.10 : Équations de rendement obtenues avec apport d'engrais en relation avec l'azote du sol doséàla plantation en 1994.Rende- Strate Formes deN R2 Équation de la meilleure Équation
ment (cm) mesurées (mg kg-l courbe ajustée aux no
saufsispécifié données
autrement) RT.kgZ
0-30 N-N03- 0,361 ** y=aF-bF2+cN-dNFY 42
RT.kg 0-60 N-N03- 0,338** y=aF-bP2+cN-dNF 43
RT.kg 0-30 N-NÛ3-+N-N:EL'" 0,384** y=a+bF-cF2-<iN 44 RT.kg 0-60 N-N03-+N-NH/ 0,369** y=aF-bp2+cN-dNF 45 RV.kg 0-30 N-N03- 0,364** y=aF-bp 2+cN-dNF 46 RV.kg 0-60 N-N03- 0,297** y=aF-bF 2 +cN-dNF 47 RV.kg 0-30 N-N03-+N-NHt 0,333** y=a+bP-cp2_dN 48
•
R.V.kg 0-60 N-N03-+N-NHt 0,315** y=aF-bF 2 +cN-dNF 49 RV.% 0-30 N-N03- 0,513** y=a+bF-cF2+dN-eNF 50 RV.% 0-60 N-N03- 0,526** y=a+bF-cF2+dN-eNF 51R.V.% 0-30 N-N03-+N-N:EL+ 0,51 ** y=a+bF-cp2+dN-eNF 52
RV.% 0-60 N-N03-+N-NH/ 0,523** y=a+bP-cF2+dN-eNF 53 R.V.% 0-30 N-NÛ3- (kgha-l ) 0 7531 ** y=a+bF-cF2+dN-eNF 54 RV.% 0-60 N-N03-(kgha-1 ) 07531 ** y=a+bP-cp2+dN-eNF 55
z :R.T.kg
=
rendement total exprimé en kg ha-1 ; R.V.kg=
rendement vendable expriméen kgha-1; R V.%
=
rendement vendable relatif exprimé en%.y :a, b, c, cl, e etf sont des coefficients de régression; F=fertilisation azotée en kgha-1N
=
azote du sol en mg kg-1.** : P< 0,01.
•
•
Tableau 3.11 : Équations de rendement obtenues avec apport d'engrais en relation avec l'azote du sol dosé au rechaussementen1994.Rende- Strate Fonnes deN ment (cm) mesurées (mg kg-1 ) R.T.kgZ 0-60 N-N03-R.T.kg 0-60 N-N03-+N-NHt R.V.% 0-60 N-N03-0,243** 0,251 ** Équation de la meilleure courbe ajustée aux données y=a+bF-cF2+dN-eN2 y y=a+bF-cF2+dN-eN2 y=a+bF-cF2+dN-eNF Équation no 56 57 58
•
•
z : R.T .kg = rendement total exprimé en kg ha-1
; R-V.% = rendement vendable relatif
exprimé en %.
y : a, b, c, d et e sont des coefficients de régression; F=fertiIisation azotée en kg ha-1; N = azote minéral du sol en mg kg-1.
** :
P< 0,01.•
•
y =268F~0,642F2
+
2640 N - 9,49NF.-2=0.36139866 DF Adj .-2=0.33752571 FitSldEW'975S.2685 Fslat=20,373198
•
w 0\ 60000 --. 50000 ... &:l ,.q ~ 40000'3
.9 30000-fi
~
200005
~ 10000o
N-nitmte, strate0-30cm (mgkg-I) \)Fertilisation azotée(kgha-I )
•
•
y
=
196 FR 0,451 F2+2220 N "8,06 NFr2=O.36397874 DF Adj r2-O.34020225 FitStdErr-8407.1523 Fstat=20.60 )882
•
W -..J 45000 . 40000-l
35000 -OJ)~
30000-
~ 25000~
20000 ...!
15000!
10000 5000o
NRnitrate, strate0·30cm (mgkg-1) l)Fertilisation azotée(kgha-) )
