Maîtrise de la fertilisation en azote, phosphore et potassium dans des systèmes d’élevages caprins laitiers à bas intrants

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Maîtrise de la fertilisation en azote, phosphore et

potassium dans des systèmes d’élevages caprins laitiers à

bas intrants

Esteban Gatard

To cite this version:

Esteban Gatard. Maîtrise de la fertilisation en azote, phosphore et potassium dans des systèmes d’élevages caprins laitiers à bas intrants. [Stage] MFR Sevreurope, FRA. 2018, 30 p. �hal-02786691�

Maîtrise de la fertilisation en azote, phosphore et potassium dans des

systèmes d’élevages caprins laitiers à bas intrants

Plateforme « Patuchev »

Unité Expérimentale Fourrage Environnement Ruminant

Site des Verrines

INRA – Centre de Nouvelle-Aquitaine-Poitiers

Lusignan

Esteban GATARD

1

année BTS ACSE

1

Sommaire

SOMMAIRE ... 1

REMERCIEMENTS ... 1

I. L’INRA ET LE DISPOSITIF PATUCHEV : ... 2

A) L’INRA ... 2

B) PATUCHEV ... 3

II. LA FERTILISATION DES SURFACES DANS UN SYSTEME D’ELEVAGE CAPRIN A BAS INTRANTS ... 4

A) LES METEILS ET LES PRAIRIES MULTI-ESPECES... 5

B) LE COMPOST DE FUMIER DE CHEVRE ... 6

C) BILAN DE FUMURE ... 8 1. Définition : ... 8 2. Azote : ... 10 3. Phosphore et Potasse : ... 12 III. RESULTATS ... 13 IV. PERSPECTIVES ... 21 CONCLUSION ... 25 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ... 26 ANNEXES ... 26

1

Remerciements

Je tiens en premier lieu à adresser mes remerciements à mon maître de stage Hugues

Caillat, pour sa confiance et son encadrement durant cette période. J’ai pu découvrir le

monde de la recherche et approfondir mes connaissances dans la production fourragère.

J’exprime également ma reconnaissance à Sébastien Minette pour ses précieux

apports et son aide dans la réalisation de mon travail.

Ce travail n’aurait pu être réalisé sans l’accueil de l’équipe technique caprine et des

membres de l’unité Ferlus des Verrines que je remercie également.

2

I. L’Inra et le dispositif Patuchev :

a) L’INRA

L’Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) est créé en 1946 au lendemain de la seconde guerre mondiale, afin de répondre à la question « comment nourrir la France ? » alors que la pénurie alimentaire s’installe sur le territoire. L’agriculture de la France est en retard par rapport au développement effectué dans d’autres grands pays, et ne permet pas de subvenir aux besoins alimentaires du pays.

Après le manque, la France doit faire face à des excédents, dès les années 70. L’institut cherche alors à développer une agriculture autonome et économe, en réponse à des interrogations liées au développement local et à l’environnement.

Aujourd’hui, les travaux de recherche de l’INRA se consacrent sur trois domaines, inter dépendants : l’agriculture, l’alimentation et l’environnement. Il est devenu le premier institut de recherche agronomique en Europe avec 8417 chercheurs, ingénieurs et techniciens, au 2ème rang mondial pour ses publications en sciences agricoles, l’INRA contribue à la production de connaissances et à l’innovation dans l’alimentation, l’agriculture et l’environnement.

L’institut déploie sa stratégie de recherche en mobilisant ses 13 départements scientifiques et en s’appuyant sur un réseau unique en Europe, fort de plus de 200 unités de recherche et de 50 unités expérimentales implantées dans 17 centres en région. L’ambition est, dans une perspective mondiale, de contribuer à assurer une alimentation saine et de qualité, une agriculture compétitive et durable ainsi qu’un environnement préservé et valorisé.

L’INRA produit des connaissances fondamentales et construit, grâce à elles, des innovations et des savoir-faire pour la société. Les grandes missions qui lui sont confiées sont les suivantes :

 Produire et diffuser des connaissances scientifiques

 Eclairer, par son expertise, les décisions des acteurs publiques et privés,

 Développer la culture scientifique et technique et participer au débat science-société

 Former à la recherche et par la recherche.

Le centre Nouvelle-Aquitaine-Poitiers est constitué de 7 unités réparties sur tout le territoire de l’ex-région Poitou-Charentes, dont le centre de Lusignan plus précisément sur le site des Verrines sur

3 lequel j’effectue mon stage. L’unité expérimentale nommée UE Ferlus (Fourrages, Environnement, Ruminants de Lusignan), conduit des dispositifs expérimentaux et des recherches sur les prairies et cultures fourragères, évalue leur impact sur l’environnement et sur des systèmes innovants d’élevages laitiers bovins et caprins. On y trouve donc 3 élevages expérimentaux : Oasys (72 vaches laitières), Ferticap (45 boucs du schéma de sélection Centre d’Insémination) et Patuchev (180 chèvres laitières et 30 hectares de SAU) et 2 plateformes plus spécialisées sur l’expérimentation végétale et sur l’évaluation des impacts de prairies cultivées sur l’environnement.

Mon étude sera uniquement menée sur la plateforme Patuchev qui allie production végétale et animale.

b) Patuchev

Dans un contexte économique instable et avec des systèmes caprins laitiers en France ayant une autonomie alimentaire à l’échelle de l’exploitation de seulement 56%, l’utilisation de l’herbe permet de répondre directement aux exigences de durabilité des élevages caprins. Le dispositif Patuchev a été mis en place en 2013 pour concevoir et évaluer la durabilité de systèmes d’élevage caprins utilisateurs de la prairie cultivée, en appliquant les principes de l’agro-écologie. Jusqu’en 2013, la conduite du troupeau expérimental était hors sol avec une période de mise à la reproduction au mois d’août et une alimentation à base de concentrés et de paille. Une répartition en 3 lots homogènes a été réalisée en 2011 afin de constituer les 3 systèmes étudiés à Patuchev. Entre 2013 et 2015, deux changements ont été mis en place progressivement, l’un sur la conduite alimentaire, l’autre sur la reproduction. On distingue donc aujourd’hui 3 types de conduite de 64 chèvres :

- Dessaisonné Bâtiment (DB), toute l’année en chèvrerie mais le lot met bas en Septembre - Dessaisonné Pâturage (DP), même principe que le lot DB pour la reproduction car les IA sont en avril, et les mises bas en septembre. A contrario, ce lot pâture du mois de mars au mois de novembre.

- Saisonné Pâturage (SP), avec une reproduction en septembre et des mises-bas en février. Comme le lot DP, les chèvres ont accès au pâturage.

Les systèmes DB et DP auront leur pic de lactation en hiver et le système SP réalisera sa lactation au pâturage.

L’objectif de l’expérimentation est de mener au mieux 3 systèmes de façon indépendante et d’atteindre des objectifs d’autonomie alimentaire (> 80 %) et de production (> 800 L/chèvre/an) en limitant les intrants. Elle permettra donc de répondre à la problématique qui est basée sur la diminution des coûts de production en parallèle des cours du lait et répondre aux enjeux de durabilité de la filière caprine.

4 Figure 1 : Représentation schématique du dispositif expérimental Patuchev

II. La fertilisation des surfaces dans un système d’élevage

caprin à bas intrants

L’expérimentation Patuchev s’inscrit dans les priorités du Document d’orientation 2010-2020 de l’INRA et le projet agro-écologique du Ministère de l’agriculture « Produire autrement ». Patuchev s’est fixé des objectifs de performances environnementales placés sous contraintes de viabilité économique et d’organisation du travail. Cependant, la performance environnementale est principalement liée à la maîtrise des intrants énergétiques, dont le poste ne cesse de croître dans les exploitations depuis les années soixante-dix.

Le dispositif expérimental Patuchev a pour but d’évaluer quel type de système d’élevage permettrait une meilleure autonomie en intrants, sous contrainte de production (Caillat et al. 2013) L’exploitation cherche à diminuer les coûts alimentaires grâce à l’utilisation de prairies. Elle mise donc sur de bons rendements et la qualité du fourrage. Or depuis 2013 les rendements des prairies semblent diminuer, ce qui induit l’achat de fourrage et impacte la marge brute du système. On en vient alors à se questionner sur l’aspect fertilisation en macroéléments (azote, phosphore et potassium) des surfaces du dispositif :

Dans quelle mesure des prairies multi-espèces intégrées dans des systèmes d’élevages caprins laitiers à bas intrants nécessitent-elles d’être fertilisées ?

Pour cela, l’objectif de mon stage a été de construire une méthode de bilan de fumure adapté au dispositif expérimental et en d’en tirer les forces et faiblesses. Les résultats obtenus permettront

5 d’ouvrir une analyse sur les éléments de la fertilisation à corriger mais aussi de proposer des pistes de travail pour tenter de répondre à la problématique.

a) Les méteils et les prairies multi-espèces

Les principaux paramètres impactant la marge brute d’un élevage caprin laitier sont la production laitière et le coût du système alimentaire. Cette dernière est toutefois le facteur le plus déterminant de la valeur de la marge brute dégagée par le système d’élevage. L’enjeu est d’améliorer l’autonomie alimentaire des élevages caprins laitiers en augmentant la part d’herbe pâturée ou conservée dans la ration. On entend par herbe une ressource suffisamment équilibrée en énergie et en protéine pour pouvoir diminuer la part de concentrés achetés. Ainsi, il est nécessaire de s’appuyer sur une valorisation de prairies mettant en jeu une combinaison d’espèces aux valeurs alimentaires complémentaires : les prairies multi-espèces.

Une prairie multi-espèces est composée de l’association de plusieurs espèces de familles différentes, généralement graminées et légumineuses. En premier lieu, l’herbe semble être la ressource fourragère la plus naturellement adaptable aux différents climats français. De plus, elle présente une bonne valeur nutritionnelle et un équilibre entre énergie et protéines et nécessite moins d’intrants pour être productive (fixation de l’azote de l’air par les légumineuses). Cela permet davantage de maîtriser les charges d’engrais par l’incorporation de légumineuses dans les mélanges prairiaux.

Pour aller plus loin, même principe, il est possible de diminuer la charge alimentaire en utilisant des céréales produites sur l’exploitation. En effet les méteils sont composés de céréales à paille et protéagineux dans l’optique de créer un concentré à la fois énergétique mais aussi protéique. Du plus le poste engrais azoté est diminué grâce à la fixation de l’azote pas les nodosités des légumineuses.

Chaque lot (DP, DB, SP) dispose de 10 ha. Pour le lot DB, 4 ha sont utilisés pour la culture de céréales et protéagineux, utilisés en concentrés. Les 6 ha restants sont en prairies multi-espèces et sont récoltés en foin qui sera séché en grange par la suite.

Le lot DP et SP ont chacun 3 ha en céréales et protéagineux utilisés pour les concentrés et 7 ha consacrés aux prairies multi-espèces pâturées ou récoltées en foin, selon les mélanges prairiaux.

Les cultures sont uniquement destinées aux systèmes dont des exemples de rotation se présentent ainsi :

2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

DP P1 P2 P3 M TP P1 P2 P3 VA

SP P1 P2 VA P1 P2 P3 P4 M TP

DB Blé P1 P2 P3 M TP P1 P2 P3

Mélange fauche exclusive M3 Triticale - Pois fourrager Vesce-Avoine

Mélange REDCap Mais grain

Mélange pâture-fauche M1 Mélange fauche-pâture M2

6 Afin d’en tirer le meilleur potentiel et de boucler au maximum les cycles de l’azote, du phosphore et du potassium, les 50 parcelles du dispositif expérimental sont fertilisées grâce au fumier de chèvre, transformé en compost. Cette solution ne faisant pas appel à d’engrais chimiques permet de diminuer également les charges en intrants.

b) Le compost de fumier de chèvre

Dans un contexte d’augmentation du coût des engrais minéraux, la valorisation des matières organiques d’élevage peut contribuer à améliorer l’autonomie globale du système en limitant les achats d’intrants. Issu d’une dégradation en milieu anaérobie du fumier, le compost est un fertilisant présentant un fort intérêt.

Les aérations provoquées par le retournement du fumier assurent le développement rapide d’une flore aérobie de bactéries et de champignons préexistant dans la litière accumulée. Cette transformation de la matière organique fraîche produit de la chaleur et induit une perte de masse importante. La chaleur créée détruit les pathogènes et parasites gastro-intestinaux et le transport est plus aisé avec un volume diminué de moitié.

2013 2014 2015 2016 2017 Mélange 1 12 12 12 12 16 Mélange 2 12 12 12 12 12 Mélange 3 5 5 5 6 6 REDCap 5 5 5 4 0 Triticale-Pois 16 6 6 6 6 Vesce Avoine 0 5 5 5 5 Maïs 0 5 5 5 5 Total 50 50 50 50 50

Figure 2 : tableau issu de la revue « Réussir Chèvre »

7 A Patuchev, chaque trimestre, le fumier est extrait des bâtiments et décompacté par un passage dans un épandeur équipé d’une hotte de compostage, puis stocké sous une fumière couverte. Les fumiers de caprins, réputés pour être secs, sont difficiles à composter. Pour remédier à cela, le fumier est arrosé à raison de 120 litres d’eau par tonne durant 2 à 3 jours pour éviter les pertes par lessivage. Pour s’assurer une montée à température, celle-ci est mesurée quotidiennement à huit endroits différents du tas durant trois jours après le dépôt. Passé un délai de 3 semaines, le tas est retourné et après un délai d’attente à nouveau d’au moins 3 semaines, le compost est épandu sur prairies ou cultures.

Comparativement aux résultats pour les composts bovin ou ovin (institut de l’élevage) les valeurs en élément fertilisant du compost caprin sont plus élevées que celles issues des fumiers des autres espèces, exceptés pour le phosphore et le soufre pour lesquels les valeurs sont proches. Le compost caprin est donc une source de fertilisation particulièrement intéressante à long terme. Combiné à d’autres sources d’azote telles que les légumineuses, capables de fixer l’azote de l’air, il représente une véritable piste pour améliorer l’autonomie en intrants des élevages caprins. Le compost en général présente toutefois un inconvénient puisque l’azote qu’il contient est principalement organique et complexe. Il se transforme très lentement en azote minérale réellement disponible pour la plante. Il a donc un arrière effet mesurable pour les cultures suivantes que s’il y a eu un apport régulier d’effluents organiques depuis 15-20 ans.

Figure 3 : Valeurs moyennes de compost caprin obtenues à Patuchev (N=44) par rapport aux valeurs moyennes de composts et fumiers caprin, bovin, et ovin. Valeurs fertilisantes exprimées en kg/T (Caillat et al., 2016).

Compost Fumier

Caprin - Patuchev Bovin Ovin Caprin Bovin Ovin

Brut Sec Brut Sec Brut Brut Brut Brut

Matière sèche (%) 43,1 (23,6-95,6) 100 33 100 35 37,7 22,1 35 pH 9,1 (7,9 - 9,1) Matière organique 292 (179-664) 710 (223-815) 210 636 275 nd 165 240 Azote total 12,9 (7,5-26,1) 32,7 (11,7-57,6) 8 24,2 11,5 6,1 5,8 6,7 NH4 1,4 (0,1-3,3) 4,6 (0,3-9,6) nd nd nd nd nd nd P2O5 8,5 (3,6-18,5) 20,6 (6,9-28,2) 8 24,2 7 5,2 2,3 4 K2O 28,6 (14,2-56,3) 70,0 (21,3-95,4) 14 42,4 23 7 9,6 12 MgO 4,6 (2,1-9,7) 10,9 (5,2-15,0) 2 6,1 3,5 2 1,9 2,5 CaO 15,4 (6,9-38,8) 35,8 (18,6-56,2) 4 12,1 nd nd 2,5 nd Na2O 1,5 (0,5-3,3) 3,6 (1,2-6,9) nd nd nd nd nd nd SO3 5,1 (2,5-12,3) 12,0 (5,0-16,3) 3,8 11,5 nd nd 1,8 nd

Depuis cette étude, grâce à des analyses supplémentaires (100 échantillons au total) les valeurs fertilisantes du compost issu des fumiers des systèmes Patuchev ont légèrement évoluées :

- 11,6 Kg/T Azote Total vs 12,9 - 7,2 kg/T de Phosphore vs 8,5 - 29,0 kg/T de Potassium vs 28,6

8 Globalement l’azote et le phosphore diminuent, mais la quantité de potasse par tonne reste stable. Les valeurs varient selon l’alimentation des chèvres qui bénéficient d’un fourrage plus ou moins riche suivant les années.

c) Bilan de fumure

1. Définition :

Le bilan des éléments minéraux consiste à identifier et quantifier tous les flux d’un élément donné (le plus souvent l’azote, le phosphore et le potassium) qui rentrent et qui sortent d’un sol, sous l’influence des différents flux (intrants, exports…) mais aussi qui rentrent par fixation symbiotique de l’azote, et qui sorte par dénitrification, lixiviation ou volatilisation.

Ce bilan donne ensuite un solde qui nous permet de mieux diagnostiquer les points forts et les faiblesses du sol et son mode d’exploitation.

Sur l’expérimentation Patuchev, aucun bilan de fumure n’avait été réalisé à ce jour. L’importance de disposer d’indicateurs de pilotage et en raison d’une diminution des rendements des cultures (figure 5) et des prairies (figure 6) ces dernières années, il est indispensable de mettre en place une réflexion sur la fertilisation des surfaces.

Nous nous pencherons uniquement sur l’azote, le phosphore et la potasse dans un premier temps grâce à l’aide de la méthode Comifer. Je baserai mon étude sur la représentation schématique des différents cycles des éléments minéraux afin de mieux comprendre les échanges réalisés dans le sol (figure ci-dessous). Ceci m’a ensuite permis de construire un fichier Excel pour calculer un bilan sur ces 3 éléments pour chaque parcelle de chacun des systèmes Patuchev.

9

Culture

Fixation

symbiotique NH

Compost

Caprin

Fixation symbiotique

Minéralisation due

aux retournements

de prairies

Restitution

pâturage

Fourniture d’azote

par le sol

Minéralisation des

résidus de culture

Volatilisation

Lessivage,

Ruissèlement

Dénitrification

COMPOST

60°C

N Azote : N organique ou NH

,

une fois minéralisé

P Phosphore : P

O

ou H

PO

-K Potasse : -K

O

N

, N

O, NO

N Organique

Exportation

des cultures

Absorption

racinaire par

les plantes,

légumineuses

et graminées

de NO

, P

O

et K

O

Figure 4 : Postes pris en compte pour faire le bilan

10 Tous ces postes ont un impact plus ou moins marqué selon les cultures, les conditions climatiques, les modes et périodes d’apport de compost… Le tableur a donc été adapté à tous les types de culture de Patuchev. Avant de présenter les résultats, il est utile de reprendre chaque élément fertilisant et les différents postes constituant leur cycle. En revanche, on aurait pu calculer d’autres postes (reliquats, organisation par voie microbienne,…), or par faute de temps et de moyens, on a gardé les termes essentiels.

2. Azote :

Apports

 Compost de fumier de chèvre : le compost est l’unique source de fertilisant organique des surfaces de Patuchev. Les apports sur une parcelle sont systématiquement pesés et un échantillon est collecté presque à chaque fois pour être analysé et connaître les valeurs fertilisantes. Les parcelles sont fertilisées uniquement avec le compost issu du lot qui lui correspond. Pour calculer réellement la part d’azote disponible pour la culture l’année de l’apport, on utilise un coefficient d’équivalence d’azote minéral. En effet le compost est composé principalement d’azote organique complexe, qui se transforme très lentement en nitrates. Le coefficient est donc de 15%, cela signifie que si l’on apporte 10 T de compost, à 10 uN (unité d’azote), seulement 15 uN seront disponibles pour la plante la première année. Le compost est donc un élément important mais à long terme, suivant la dégradation de l’humus. On en conclue donc qu’il perd de la valeur en se volatilisant lors du processus de compostage, mais que les légumineuses en récupèrent une part grâce à leurs nodosités, qui fixe le N2 (azote de l’air).

 Fixation symbiotique des légumineuses (Fs) : par leur capacité à s’associer avec des bactéries (rhizobium) du sol fixant l’azote atmosphérique, les légumineuses ont la particularité de pouvoir être cultivées sans utiliser d’engrais azotés. En effet, grâce aux nodosités fixées sur les racines, l’azote de l’air N2 est fixé puis transformé en azote minéral. En échange, les légumineuses

fournissent de l’énergie et des sucres issus de la photosynthèse, ce qui explique le terme de symbiose. Dans un contexte de durabilité écologique, les fabacées sont utilisées en prairies, associées à des graminées afin de profiter des échanges d’azote (dans notre cas les légumineuses sont aussi utilisées en mélange céréalier, pour lesquels il n’existe pas de formule pour calculer la Fs). On estime que si le taux de trèfle est supérieur à 30% au printemps, le transfert d’azote du trèfle vers les graminées suffit pour satisfaire la totalité des besoins en azote de la prairie. Dans notre cas, la part de trèfle représente parfois 60 % ou davantage ce qui peut représenter entre 0 et 300 kgN/ha. Il existe donc une formule pour calculer l’azote réellement fixé dans une prairie multi-espèce : Fs=Biomasse (kg MS/ha/an) * % TB * N % de légumineuse * % de fixation (Comifer 2013). On considère une teneur en azote des légumineuses de 3,5 % d’N et un taux de fixation de 90 %

 Minéralisation nette de l’humus (Mh) : Ou fourniture d’azote par le sol, correspond à la minéralisation de l’azote humifié du sol. La matière organique humifiée est minéralisée dans les couches supérieures du sol. Cette minéralisation dépend du stock d’azote organique (apport engrais organique, chimique…), du type de sol, de la température et de l’humidité. C’est donc l’azote organique apporté les années précédentes qui se minéralise au fil du temps. On ne trouve pas les

11 mêmes valeurs selon les cultures, due à leur pérennité, ou encore aux températures plus ou moins élevées tout au long de la vie de la culture :

- Prairie : 110 kg N/ha/an

- Céréale à paille : 40 kg N/ha/an (système hors sol), 50 kg N/ha/an (système pâturage) - Maïs : 50 kg N/ha/an (hors sol) 75 kg N/ha/an (pâturage)

N’ayant pas le moyen de calculer la valeur exacte du terme Mh, j’ai donc utilisé des références issues d’abaques (Comifer et chambre d’agriculture Poitou-Charentes).

 Minéralisation due aux retournements de prairies ou des résidus de culture : La récolte d’une céréale ou la destruction d’une prairie s’accompagne d’une minéralisation plus ou moins intense des racines et matière macro-organique qui représenteraient 80 % de l’N du système sol-plante. Dans ce cas, j’ai également utilisé des références abaque Comifer :

- Prairie/Maïs : 80 kg N/ha

- Prairie/Céréale à paille : 40 kg N/ha

- Mélange céréalier/autres cultures : 10 kg N/ha - Maïs grain/autres cultures : -10 kg N/ha

 Restitution des animaux au pâturage : Pour les lots SP et DP de Patuchev, j’ai calculé l’azote apporté par les déjections animales rejetées au champ. Elles sont liées à l’intensité et au mode pâturage, c’est la raison pour laquelle on calcule le temps pâturé par lot sur chaque parcelle en prenant la référence issue du tableau p.332 du « Guide de la fertilisation raisonnée », (10,5 kg N/ha pour 100 UGB en 24h –une chèvre représente 0,17 UGB). L’azote est principalement contenu dans les pissats, ce qui peut varier énormément selon l’alimentation de l’animal et le milieu où il se trouve (salle de traite, chemins…).

Export culture : Lorsque l’on récolte une céréale ou que l’on fauche une prairie, on exporte de l’azote. En effet le fourrage, la graine et la paille contiennent une part azotée non négligeable. Grâce à une pesée systématique des quantités exportées et à la collecte d’un échantillon (fourrage vert ou grain) pour une analyse biochimique, j’ai pu calculer la quantité d’azote exporté sur chaque parcelle. L’analyse biochimique par le biais de la méthode Dumas nous indique la quantité de Matières Azotés Totales (MAT), qu’on divise par 6,25 car MAT=6.25*N. En l’absence d’analyse, on utilise le coefficient suivant :

- 22 kg N/T Matière sèche pour les prairies

- 0,136 * % MAT des céréales+ 0,4 kg N/quintal contenue dans les pailles = Teneur en kg N/q pour les méteils

- 1,2 kg N/q pour le maïs

Lixiviation :Plus couramment appelé lessivage, la lixiviation est un phénomène se passant souvent l’hiver sous l’action des fortes pluies. L’azote minéral se trouvant dans les 90 cm du sol est ruisselé vers le bas dans les nappes phréatiques. Ce poste peut être important lorsqu’une parcelle est

12 fortement fertilisée ou que le climat est lessivant (>800 mm d’eau/an). Dans notre cas, le type de sol est peu sensible au lessivage et les sols ne restent jamais nus, les cultures sont donc piège à nitrate c’est pour cela que la valeur estimée est de seulement 15 kgN/ha.

Dénitrification :C’est l’évaporation de l’azote ammoniacal NH4 lors de l’épandage. Généralement

ce poste est très faible, dans notre cas on a convenu d’une valeur de 5 kg N/ha évaporé. La plupart des pertes en volatilisation se font lors de la fermentation du compost.

3. Phosphore et Potasse :

Apport

 Compost : cette matière organique d’élevage est la seule source d’apport en Phosphore et Potasse sur le dispositif Patuchev puisque le système n’utilise pas d’engrais de fond. Les valeurs du compost produit sur le dispositif sont toutefois correctes, surtout en potasse ce qui est important pour les légumineuses qui sont de fortes consommatrices. Même principe que l’azote, le calcul des apports d’éléments minéraux se fait grâce à un coefficient d’équivalence engrais : en 1ère année, le phosphore est assimilable à 70 % et la potasse à 100%. Ces valeurs varient selon le type d’amendement.

Export culture : Les exportations se font comme pour l’azote, via les récoltes. A partir des analyses biochimiques des échantillons de fourrages ou grains. Les valeurs sont exprimées en P, que l’on divise par 0.436 pour les exprimer en P2O5. Si les analyses ne contiennent pas de valeurs, on utilise un

coefficient d’exportation : Phosphore :

- Prairies : 9 * Rendement (TMS/ha) - Vesce-avoine : 3,2*Rdt (q / ha) - Triticale-Pois : 2,2*Rdt (q / ha) - Maïs : 0,7*Rdt (q / ha)

Pour chacune des parcelles, on effectue une balance des différents postes : Apports – Exports. Cela détermine une tendance positive ou négative plus ou moins réelle. Voici un exemple de tableau que j’ai réalisé pour effectuer ces calculs

Potasse : - Prairie Fauche : 22 kg K/T MS - Prairie pâturée : 55 kg K/T MS - Fauche + Pâture : 35 kg K/T MS - Vesce-avoine : 7,5kg K/q récolté - Triticale-Pois : 4,15 kg K/q récolté - Maïs : 2,3 kg K/q récolté

13

III. Résultats

Suite aux bilans de chacune des parcelles du dispositif Patuchev (cf annexe), on peut analyser et déterminer les points forts ou faibles. Les résultats ne sont pas identiques d’une année à l’autre du fait de la variabilité des cultures, du climat, du mode d’exploitation, du semis, etc… L’expérimentation Patuchev est toujours dans l’optique d’améliorer ses techniques, c’est la raison pour laquelle il faut trouver ses points faibles afin de mieux les corriger, ou du moins les limiter en veillant à respecter les objectifs de l’expérimentation.

Le dispositif expérimental a choisi d’améliorer ses coûts de production en limitant les intrants, en particulier d’engrais pour la partie culture. Le moyen le plus économe, écologique et simple en termes d’apport azotée reste l’implantation de légumineuse. C’est la raison pour laquelle Patuchev introduit toutes sortes de légumineuse dans les prairies mais aussi dans les mélanges céréaliers comme le pois avec le triticale. Or les fabacées ne présentent pas que des avantages puisqu’elles puisent d’autres minéraux indispensables aux plantes.

Après visualisation des bilans des 52 parcelles réparties dans les 3 systèmes, on remarque que les éléments minéraux (NPK) sont principalement apportés ou exportés par les cultures misent en place. Mon raisonnement portera donc sur les forces et faiblesses de chaque culture et leur utilisation. La problématique posée est surtout liée à la diminution des rendements depuis 2013, comme on l’aperçoit sur les graphiques ci-dessous.

Nom de parcelle Stocks de P et K calculés Exigence de la culture selon les minéraux.

Références chambre agriculture Pays de Loire

14 Figure 6 : Graphique de l’évolution des rendements Maïs et Méteils quel que soit le système (q/ha)

La colonne N-4 correspond à la moyenne des rendements 2013-2017. On remarque donc que le maïs grain perd 8 quintaux contrairement aux céréales qui en gagnent environ 7 lors de la dernière campagne 2017. On considère que les mélanges (triticale-pois, et vesce-avoine-orge) ne nécessitent pas d’apport azoté puisque les légumineuses les assurent. Le rendement pourrait toutefois être amélioré même si les objectifs sont atteints.

Figure 7 : Graphique de l’évolution des rendements prairies selon le type de mélange quel que soit le système (tMS/ha), Pâturage/Fauche 54,5 37,5 34 47,4 44 ₄₂ 70 40 40 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Maïs TP VAO N-4 2017 Objectif 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 2013 2014 2015 2016 2013 2014 2015 2016 2013 2014 2015 2016 M1 M2 M3 TM S / h a rdt P rdt F Objectif 8TMS/ha

15 Les rendements des prairies ont également fortement diminués en 2017. L’objectif n’est pas atteint malgré un taux de légumineuse qui varie de 10 à 70 % à la récolte. Cependant, contrairement aux années précédentes, l’estimation du rendement des prairies lorsque celles-ci sont pâturées n’avait pas, à ce jour, été comptabilisé pour 2017.

D’après le graphique de la figure 7 issu des bilans de fumures, on constate que les apports azotés se font principalement grâce au compost. Les fournitures du sol sont le résultat de minéralisation des effluents apportés antérieurement. La fixation symbiotique représente 19%, ce qui loin d’être négligeable. En revanche, il n’existe pas de moyen de calculer la part fixée dans les mélanges céréaliers, ce qui diminue l’apport théorique calculé dans le bilan.

Figure 9 : valeurs moyennes de fixation symbiotique par mélange (KgN/ha)

compost 22% Restitutions pâturage 1% Fourniture N/sol 51% Minér° due aux retournement s de prairies 6% Minér°des résidus de culture du précedent 1%

Fs

19%

Figure 8 : répartitions des différents apports d’azote au sol par poste

0 20 40 60 80 100 120 140 160 M2 M3 M1 RedCap

16 On remarque également une variabilité de fixation symbiotique selon le type de prairies multi-espèces. Cela peut s’expliquer selon plusieurs facteurs :

 La part de légumineuses et principalement de trèfle blanc dans le mélange

 Meilleure fixation sur une prairie fauchée que pâturée, due aux pissats des animaux apportant de l’azote minéral pour les légumineuses.

 La disponibilité en eau limite la survie des bactéries du sol, ce qui explique la difficulté des nodosités à fonctionner.

 La température doit être comprise entre 15 et 25°C sinon la légumineuse retarde le démarrage de la fixation.

 L’état structural du sol est un facteur limitant, puisque le tassement limite l’enracinement et donc la création de nodosité. Par ailleurs, le manque de porosité réduit l’alimentation minérale et peut conduire à un arrêt précoce de la fixation symbiotique.

 Les maladies et ravageurs peuvent être un souci également comme les larves de sitones qui s’attaquent aux nodosités.

 Les caractéristiques chimiques du sol ; les légumineuses ne supportent pas les sols acides, donc pauvre en carbone. Le phosphore joue un rôle très important dans le fonctionnement des nodosités puisque qu’il s’associe au métabolisme ATP.

Le phosphore est essentiel pour la croissance de la plante et son développement racinaire. Il favorise le métabolisme et le transport des glucides et des protides.

Le potassium aide à la construction des parois cellulosiques, favorise la résistance et diminue la pénétration de champignon et de verse. Il améliore également la résistance à la sècheresse. Ces éléments minéraux sont donc indispensables pour un bon fonctionnement de la fixation symbiotique. Dans notre cas on peut donc définir qu’elle est limitée par le P et K comme l’indique le graphique ci-dessous.

Figure 10 : répartition par culture des bilans NPK (Kg/ha) valeurs issues du Bilan de fumure Patuchev, rotation réelle -150 -100 -50 0 50 100 150

M1 Maïs grain Triticale-Pois M2 Vesce Avoine Orge

M3

17 La baisse de l’offre en azote touche d’abord les processus liés à la photosynthèse. Le rayonnement est moins bien converti en biomasse entraînant une moindre surface foliaire, provoquant une moindre production de sucres. Ce qui n’est pas le cas à Patuchev, selon les calculs.

On constate un déficit de phosphore et de potassium pour toutes les cultures, excepté le maïs. Théoriquement le maïs est une culture qui a des besoins élevés en P et K or, il est peu productif donc nécessite un apport moindre en éléments minéraux. En revanche les légumineuses sont très gourmandes en P et K ce qui explique les valeurs négatives. Elles puisent le sol au maximum et limite les stocks pour les cultures suivantes. Néanmoins, les rendements pourraient être augmentés en apportant les minéraux manquants. Pour une culture exigeante, l’impasse sur la fertilisation en P ou en K conduira à des pertes de production alors qu’une culture peu exigeante verra sa production peu pénalisée. Pour les cultures exigeantes, l’impasse n’est jamais proposée. Pour les cultures moyennement exigeantes, si le sol est riche, l’apport d’engrais peut être inutile, mais sur sol pauvre, il peut être nécessaire d’en apporter de fortes doses.

Les effets d’une limitation en phosphore touchent la production de matière mais via un ralentissement de la croissance foliaire, et donc un taux de conversion des rayonnements en biomasse plus faible. Par exemple, l’alimentation en P du maïs entre le semis et le stade 12 feuilles explique 60% de la variabilité du rendement final. Dans notre cas, selon les analyses de terre, la teneur moyenne en phosphore est correcte (0.054 g/Kg méthode Olsen ; impasse possible pour une culture peu exigeante). La grande partie des 3 rotations sont en prairies multi-espèces, gourmandes en phosphore, donc exigeantes. L’apport de phosphore est donc indispensable pour maintenir une bonne production.

Le potassium dans le sol a une teneur moyenne élevée (0,161 g/Kg ; impasse possible, ne pas négliger les entretiens). La potasse a également un effet positif sur la production de biomasse. Une bonne fertilisation permet d’améliorer le rendement des prairies en stimulant les légumineuses fourragères et en favorisant la compétition avec d’autres espèces végétales.

Le soufre est un élément essentiel pour la croissance et le développement des plantes. Les fonctions du soufre sont étroitement liées à celles de l’azote et les 2 éléments fonctionnent en synergie. Dans le cas des légumineuses, le soufre joue un rôle majeur dans la formation des nodosités qui ont un besoin élevé (entre 20 et 50 kg S/ha) et peut être apporté avec les engrais azotés sous forme de sulfate. Ce minéral ne rentre pas dans le calcul du bilan de fumure « Patuchev », or les analyses de compost démontrent une valeur correcte (4 kg/T), mais disponible directement à seulement 15%.

Les autres éléments minéraux comme le Mg, Ca, ou les oligo-éléments jouent un rôle majeur pour un bon fonctionnement métabolique des plantes. Cependant, ils ne limitent pas la production dans notre cas puisque l’épandage de compost permet un apport régulier.

Chacun de ces minéraux sont plus ou moins liés puisqu’ils fonctionnent ensemble. Le

manque de soufre par exemple peut limiter le potentiel de l’azote. De plus, il ne suffit pas fertiliser les cultures, puisque le sol fixe grâce à son Complexe Argilo Humique. L’efficacité des fertilisants

dépend de la fertilité et donc de la structure sur laquelle l’agriculteur peut jouer. Sur le site de l’INRA, les terres sont limono-argileuses, ce sont des terres rouges à châtaignier, bien structurées dans l’ensemble. Les terres sont labourées, puis travaillées finement en surface avant le semis. On peut

18 déduire que l’itinéraire cultural n’est pas favorable à la faune du sol. Le climat quant à lui, est plutôt favorable puisqu’il est minéralisant et permet une bonne dégradation de la Matière Organique.

Le rôle de la fertilisation étant présenté, il s’agit pour l’essentiel d’apporter les éléments minéraux ou amendements nécessaires au développement des plantes soit pour compléter ceux fournis naturellement par l’activité du sol, soit pour faciliter cette activité du sol, fournisseur naturel de ces éléments. On synthétise à présent les différentes cultures afin de mieux visualiser les points à améliorer.

Mélange M1 = Fauche/Pâture, 4 ans

55% luzerne, 3% de coronille, 15% de trèfle, 15% fétuque, 8% brome, 4% plantain au semis Soit ; 73% légumineuse et 27% graminée*

- Bonne minéralisation du sol, mais limite la Fs

- Excédent en N, restitué aux graminées

- Non déficitaire en Phosphore - Restitution des animaux au pâturage - Fourrage riche en protéines

- Précède un maïs grain suivi d’un triticale-pois = restitue l’azote pour les céréales.

- Rendements moyens (5,5 tMS/ha) objectif 8 tMS/ha

- Déficit en Potassium - Fixation symbiotique faible

- M1 suit une céréale dans la rotation (Vesce-avoine ou Triticale-pois)

*Attention : les taux sont en % de graine semée et non en % de Kg semé

Le mélange 1 (M1), n’est pas le plus productif. En effet, il n’est pas limité en N et P, or un apport de potassium est conseillé, surtout pour les légumineuses. Cela arrangerait le pouvoir fixateur des nodosités et la production de biomasse malgré une bonne fourniture d’azote du sol. De plus la prairie multi-espèce suit un mélange céréalier composé de légumineuse permettant un apport d’N supplémentaire et de P contenu dans les chaumes des céréales, pour le M1. Le taux de luzerne élevé est bénéfique à la structure du sol puisque ses racines pivotantes permettent une bonne aération en profondeur. Attention, la part des différentes espèces au semis n’est pas forcément la part récoltée. Elle varie selon le climat, les éléments minéraux, compétition entre plante…. Cependant ces données n’ont pu être traitées dans le temps imparti de mon stage.

Conseil : Apport d’engrais de fond, en particulier le Potassium et du Sulfate.

Mélange M2 = Fauche/Pâture, 3 ans

45% luzerne, 3% de coronille, 5% de trèfle blanc, 7% brome, 12% fétuque, 29% fléole au semis Soit ; 53% légumineuse et 47% graminée

- Rendements corrects (7tMS/ha), mais hétérogènes

- Auto-suffisant en N grâce à la fixation symbiotique

- Non déficitaire en Phosphore - Restitution des animaux au pâturage - Précède un mélange céréalier, coupe

les maladies fongiques

- Déficit en Potassium

- Fixation symbiotique moyenne - M2 suit un maïs et un méteil

19 Le mélange 2 (M2) offre des rendements plutôt corrects mais assez hétérogène selon les années (entre 1.5 et 13 tMS/ha). La fixation symbiotique est mieux valorisée par un taux plus important de graminées ce qui demande plus d’N. Elle reste tout de même limitée par les déjections animales pendant le pâturage. On remarque également un pourcentage de fléole assez élevé. Sa production est très faible en cas de sécheresse ce qui peut impacter le rendement à la récolte. On constate un déficit en Potassium, principalement au bout des 3 ans. L’apport de Phosphore se fait naturellement grâce aux céréales à paille (chaume), or l’impasse de fertilisation n’est pas à négliger puisque les tendances sont en général négatives.

Conseil : Apport d’engrais de fond, Phosphore et Potassium afin d’assurer un bon fonctionnement métabolique des plantes.

Mélange M3 = Fauche, 3 ans

34% luzerne, 23% de sainfoin, 4% de trèfle blanc, 5% brome, 9% fétuque, 25% fléole au semis Soit ; 61% légumineuse et 39% graminée

- Rendements corrects (6,9 tMS/ha), pour un objectif de 8 tMS/ha - Auto-suffisant en N grâce à la

fixation symbiotique élevée - Non déficitaire en Phosphore et en

Potasse

- Adapté à la fauche

- Pourcentage de graminée faible, limite la conservation du foin dû au manque de sucre

- Mélange crée uniquement pour le lot DB

- Sensible à l’acidité du sol

Ce mélange (M3) est uniquement utilisé pour la fauche (lot DB). La fauche excessive peut conduire à la disparition de la plante sur la prairie et la récolte en foin est délicate pour éviter la perte de feuille. Le séchage en grange permet de ramasser le fourrage plus tôt (à 45-55% de MS), qui permet de conserver les feuilles riches en protéine. En termes de fertilisation, ce mélange ne semble pas déficitaire en NPK. La culture est exigeante en Potassium, il ne faut donc pas négliger les apports. De plus la luzerne est réputée sensible aux carences en Mg, et oligo-éléments, important au bon développement de la légumineuse.

Conseil : Léger apport de Phosphore et Potassium, oligo-éléments à surveiller. Attention à l’acidité du sol, apport de chaux conseillé.

20 Mélange RedCap = Fauche/pâture, 3 ans

13% luzerne, 9% de lotier, 19% de trèfle, 6% RGI, 13% RGA, 35% fétuque, 6% fléole au semis Soit ; 41% légumineuse et 59% graminée

- Rendements élevés (7,5 tMS/ha), pour un objectif de 8tMS/ha - Equilibré en P et K

- Fixation symbiotique performante (taux de graminées plus élevé, donc transferts d’N et prélèvements dans le sol bien exploités)

- Fourrage riche en sucre pour la conservation

- Mélange suit une céréale à paille et précède un triticale-pois puis un maïs grain

- Taux de fétuque élevé, peu appètent

Ce mélange (RedCap) est assez rustique, et s’adapte facilement selon le climat ou le type de terre. On peut apercevoir sur les graphiques précédents qu’il n’est pas déficitaire en termes de fertilisation.. Il faut cependant veiller à une éventuelle déficience en Phosphore et Potasse, puisque ce mélange est exigeant. Les graminées bénéficient d’une fixation symbiotique élevée puisqu’elles prélèvent les fournitures du sol ainsi que l’N ammoniacal fourni par les légumineuses. Cela crée une biomasse importante, des rendements plus élevés, ce qui prouve la fonction déterminante des minéraux en synergie dans le sol.

Conseil : pas de fertilisation nécessaire à court terme. Conserver une bonne structure pour favoriser l’échange des différents éléments.

Mélanges céréales-protéagineux 52% triticale, 48% pois à la récolte

88% avoine orge, 12% vesce à la récolte

- Auto-suffisant en N grâce à la fixation symbiotique

- Concentrés énergétique et azoté - Coût d’implantation faible

- Déficience en Phosphore et Potasse - Rendements très faibles (VAO =

34q/ha, TP = 37.5q/ha) - Difficulté de récolte

Les mélanges céréales protéagineux sont réputés pour leurs qualités nutritives par rapport au coût de production. Les valeurs azotés du bilan de fumure sont négatives puisqu’il n’existe pas de moyens de calculer la part de fixation symbiotique dans un méteil. Les plantes protéagineuses restitue l’N pour les céréales. On estime donc que la part d’N produite et consommée est identique, ce qui s’annule. En revanche, un apport de Phosphore et de Potasse est conseillé, on remarque une tendance plutôt faible qui épuise les stocks. Il serait intéressant de laisser les pailles au sol afin d’apporter du phosphore naturellement.

21 Maïs grain

- Apport de potassium grâce aux pailles

- Bénéficie de l’azote minéral dû aux retournements de prairies

- Apport d’amidon dans la ration - Peu exigeant en P et K

- Rendements très faibles (54 q/ha) - Culture gourmande en azote à la

lever

- Sensible à la sècheresse

Le maïs grain est une culture à forte valeur ajoutée mais coûteuse à produire. L’avantage est que les prairies multi-espèces fournissent l’azote nécessaire. De plus la culture n’est pas exigeante en phosphore mais peut l’être en potasse. Les sols étant déjà épuisé par les prairies, un apport de K est conseillé.

Conseil : Ne pas sur fertiliser et surveiller les carences possible en potassium.

IV. Perspectives

Suite à l’analyse de chacune des cultures, on remarque que certains minéraux sont déficitaires, comme le phosphore ou le potassium.

La baisse de rendement en prairies est certainement due aux effets du climat, pas toujours favorable ces dernières années, mais aussi au manque de fertilisation. De plus, il a été noté un développement important des adventices en particulier à l’implantation (aucun pesticide utilisé). Les mauvaises herbes se servent de l’azote disponible et entre en compétition avec le mélange prairial, qui a généralement du mal à démarrer.

Il faut préciser qu’avant le début de l’expérimentation, les parcelles utilisées recevaient une fertilisation uniquement minérale et étaient cultivées en céréales-oléagineux (colza-blé). Comme mentionné auparavant, le compost se minéralise très lentement, mais apporte de la matière organique au sol. Le manque de fertilisation humique et travail du sol régulier pouvaient être des facteurs limitant ressentis aujourd’hui, en particulier la dégradation de la biologie du sol, impactant la structure.

On constate des rendements en mélange céréales-protéagineux corrects, augmentant en 2017.. Toutefois, il a été observé que ces cultures sont parfois touchées par des maladies, (type fusariose) ce qui peut s’expliquer par d’éventuelles carences en potasse.

Le soufre est apporté par le compost de fumier de chèvre mais est disponible à seulement 15%. N’ayant pas réalisé le calcul de cet élément, on ne peut pas affirmer sa teneur, or on sait qu’il est en en synergie avec l’azote. Une bonne teneur favorise la fixation symbiotique des nodosités.

Dans le sol, certaines formes d’éléments facilitent la mobilisation d’un autre élément. Il ne suffit pas d’avoir assez d’azote pour en tirer un maximum de potentiel, mais un taux correct de chaque élément. On considère donc, dans notre cas que le sol est bien pourvu en azote mais carencée en phosphore, potasse et probablement en soufre.

Pour finir, la fertilisation dépend beaucoup de la fertilité du sol. En effet, il faut limiter le tassement du sol et favoriser une bonne aération, afin que les éléments chimiques circulent

22 librement. Les dicotylédones favorisent l’exploration du sol en profondeur grâce à leurs racines pivotantes. De plus, la terre se compose d’un taux d’argile correct, favorisant le CAH qui stocke les minéraux indispensables à la culture.

Il existe donc 2 leviers possibles pour répondre à la problématique. Apporter un engrais de ferme riche en PK ou un engrais minéral binaire.

Sur l’exploitation, le compost est un bon engrais de ferme puisqu’il apporte 12 unités N 7 unités P 29 unités K par tonne (chiffres moyens issus de chaque apport analysé). En revanche les quantités épandues ne sont pas régulières ce qui explique des taux de P et K très hétérogènes suivant les années.

Phosphore (Kg/T) : 7,2 (1,5-14,7)

Potasse (Kg/T) : 29 (3,2-59,8)

On remarque donc des apports assez hétérogènes, ce qui fait varier la teneur des éléments dans le sol puisque les valeurs en P et K ont un mini-maxi important.

Première solution : Moduler les apports d’engrais organique en fonction des analyses de sol, de compost, et de l’exigence des cultures. Favoriser un apport élevé fin hiver/printemps au démarrage de la végétation, puis répartir l’amendement sur le reste de l’année de façon moins importante. Un faible apport sur le maïs et les méteils peut être suffisant, or ne pas négliger les prairies

multi-Figure 11 : apport de compost 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 en Tonne/ha

23 espèces, importantes dans le système, qui restitueront l’azote nécessaire aux céréales, moins gourmandes en PK. La Potasse, assimilable entièrement, sera bénéfique à court terme pour les légumineuses.

La manière la plus efficace est d’apporter un engrais minéral au semis. On en trouve toutes sortes sur le marché, qu’ils soient simples ou composés. Les engrais binaires sont dosés selon la carence observée de la parcelle.

Phosphore

Potasse

- Superphosphate normal, concentré, triple

- Phosphate bicalcique, phosphate précipité dihydraté

- Phosphate naturel partiellement solubilisé

- Phosphate naturel tendre - Phosphate aluminocalcique - Scories de déphosphoration

- Sulfate de potassium - Chlorure de potassium

- Sel de potasse et de magnésium - Cendres de bois (bois non traité) - Kaïnite

- Sulfate de potassium pouvant contenir du magnésium - Vinasse et extraits de vinasse Engrais composés

On peut utiliser un engrais composé obtenus par réaction chimique entre matières premières et produits intermédiaires, sous forme de granulés (engrais binaire PK). Il existe également des engrais composés dit de « Bulk-Blending » : les engrais simples ou composés sont mélangés entre eux pour constituer une nouvelle formule. Dans notre cas, il serait intéressant d’obtenir une gamme d’engrais composés PK 0-10-30 ou 0-15-20… Cependant les engrais doivent être compatibles entre eux sous l’angle chimique et physique.

Deuxième solution : Apporter un engrais minéral en automne serait un moyen de garantir un apport de nutriment dans le sol. Cependant, ce n’est pas la méthode la plus écologique, et surtout économique. On estime le coût à environ 300 €/tonne. Si on utilise un engrais binaire 0-10-20, (c’est-à-dire 0% d’N, 10% P et 20% de K = 0g/kg, 100g/kg ou 200g/kg). Si j’apporte une dose de 30 unités/ha de Potasse, donc 30u*100Kg/20 = 150Kg d’engrais à l’hectare. Cela nous fera une dose de 15 unités de phosphore. Un apport sur les 30 ha chaque année représenterait 4.5 tonnes x 300€ = 1350 € par an.

Le système n’étant pas autonome en foin, il peut être intéressant de moduler les apports de compost et épandre un engrais de type binaire ou ternaire prioritairement sur les prairies multi-espèces. Seules 5 à 25% des unités de P2O5 et de K2O des engrais apportés sont utilisées par la prairie l’année

de l’apport mais l’engrais organique ou minéral a un effet d’amorçage. Il met à disposition, du P et K solubles donc facilement utilisables et stimule la croissance racinaire.

24 On peut donc en tirer un exemple d’itinéraire en fonction de la rotation. Les doses préconisées sont à titre d’exemple, et peuvent être modifiées. On notera toutefois, que la fertilisation dépend d’un grand nombre de facteur, dont certains que l’on ne sait pas quantifier ou prévoir. L’apport d’engrais ternaire (10N 20P 30K) peut servir d’engrais starter pour le démarrage du mélange. Or il faut surveiller la levée d’adventices, donc associer un ray-grass anglais entrant en compétition, du fait de sa poussée rapide. La méthode la plus sûr de vérifier l’exactitude des solutions proposées sera de les essayer.

25

Conclusion

Le poste engrais/amendement peut être une charge importante sur un système polyculture élevage. De ce fait, il est important de comprendre comment fonctionne le sol afin d’en tirer les meilleurs profits. La gestion de la fertilisation est donc indirectement, depuis quelques années, une source potentielle de meilleurs revenus grâce à l’amélioration des rendements. Toutefois il faut comprendre son fonctionnement afin de la quantifier et de l’utiliser à bon escient. En effet le facteur écologique entre aussi en compte, c’est pour cela que les avancés scientifiques sur ce sujet ne cesse de progresser.

Depuis 2013, l’expérimentation Patuchev n’utilise pas d’engrais minéral pour répondre à l’objectif d’une conception d’élevages caprins utilisant peu d’intrants. Suite à une chute de rendements considérables et l’achat de foin ces dernières années, le dispositif remet en question l’utilisation d’engrais. J’ai donc tenté de quantifier chaque élément (NPK), et proposer des pistes d’amélioration aux problèmes rencontrés. Grâce à une recherche bibliographique et un tableur Excel, j’ai construit un tableau réutilisable permettant le calcul d’un Bilan de Fumure pour chaque parcelle du dispositif (cf annexes). La deuxième partie de ce stage a été consacrée à comprendre, analyser et étudier les résultats obtenus dans ce tableur. Pour terminer, j’ai donc proposé des pistes de solutions à un manque de phosphore et de potassium et répondu à la problématique de l’étude. Selon moi, les améliorations proposées devraient être bénéfiques économiquement, qui permettent aussi de répondre à la grande problématique de durabilité des systèmes.

D’autre part, ce stage m’a permis de découvrir et analyser les fonctions des différents professionnels de l’organisme, inconnues auparavant. Les échanges que j’ai eu avec certains agents des unités / organismes alimentent vivement ma réflexion sur mon projet personnel et professionnel. De plus, ce stage m’a permis de découvrir un institut de recherche et son fonctionnement et augmente davantage ma curiosité à découvrir autres choses. J’en remercie donc l’ensemble des membres de l’INRA et autres organismes pour m’avoir accueilli.

26

Références bibliographiques

Chambre d’agriculture Pays de Loire « Fertilisation PK » Comifer 2013 « Calcul de la Fertilisation azotée » INRA Recherches Rencontres Ruminants 2016 Comifer « Guide de la fertilisation raisonnée » 2017

Chambre d’agriculture de Bretagne « Réaliser un bon plan de fumure » Réussir Chèvre « Valorisation des fumiers »

F. Vertès 2008 « Flux de nitrate dans les élevages bovins et qualité de l’eau » QUAE 2015 Ouvrage Légumineuse

Chambre d’agriculture de Normandie « Fertilisation azotée de Normandie » Site internet UNIFA

Références CORPEN « exportation NPK » Comifer 2001

Annexes

Annexe 1 : Exemple d’un bilan de fumure complet pour la parcelle J23 Annexe 2 : Bilan de toutes les parcelles

Tableau 5 : exemple de tableau issu du plan de fumure ; export d’azote (J23) Tableau 4 : exemple de tableau issu du plan de fumure ; calculs apport d’azote (J23)

N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O N P2O5 K2O -105 0 0 Fort 0 -396 2019 55 13 Moyenne 42 #VALEUR! 0 0 Moyenne 0 -105 0 0 Fort 0 -396 2018 60 13 Moyenne 47 #VALEUR! 0 0 Moyenne 0 -105 0 176 Faible -176 -396 2017 45 60 Faible -15 #VALEUR! 0 75 Fort -75 -30 0 103 Fort -103 -220 2016 56 78 Moyenne -22 #VALEUR! 0 9 Moyenne -9 -21 81 144 Fort -63 -117 2015 203 157 Moyenne 46 #VALEUR! 14 29 Moyenne -15 -6 86 118 Fort -32 -55 2014 171 131 Moyenne 40 E2 27 21 Moyenne 6 -12 -12 0 23 Moyenne -23 -23

Stock P-K

J23

Entrées

Sorties

la culture

Bilan = Entrées -Sorties

Tableau 6 : exemple de tableau issu du plan de fumure ; calculs Apport-Export de phosphore et potasse (J23)