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La fertilisation en Agriculture de Conservation des Sols

Le sol non travaillé et toujours couvert de l’Agriculture de Conservation des Sols a un fonctionnement très différent au niveau physique, chimique et biologique des sols observés dans d’autres systèmes de production.

Ainsi pour entrer dans une spirale positive de production sans travail du sol, il faut bien comprendre les principes de fertilisation pour optimiser la biomasse produite.

L’Agriculture de Conservation des Sols entraîne un stockage des minéraux dans le sol

Les 3 piliers de l’Agriculture de Conservation des Sols influencent fortement les principes de la fertilisation des cultures.

Non travail du sol, sol toujours couvert et diversité des cultures vont impacter le fonctionnement du sol et, en particulier, la matière organique.

Des études montrent qu’en Agriculture de Conservation des Sols, par l’intermédiaire de la matière organique, le sol stocke en moyenne entre 1teq CO2/h/an de 1.5teq CO2/h/an.

Dans nos régions tempérées, les sols ont un C/N voisin de 10 ce qui signifie qu’en même temps que le carbone, le sol stocke de l’azote sous forme organique à raison d’environ 100 kg/ha/an.

La matière organique étant également composée d’éléments comme le Phosphore (P) et le Soufre (S) qui forment les molécules organiques et, dans une moindre mesure, de Calcium (Ca), Magnésium (Mg), Potassium (K) et autres oligo-éléments (Mo, Cu, Zn, B...), ensemble d’éléments que le sol va stocker en Agriculture de Conservation des Sols.

Par exemple, la MO contenant 0.5 % de soufre, il faut prendre en compte ce stockage de 10 kg de soufre soit 25 kg de SO3.

Passer d’une agriculture conventionnelle à l’Agriculture de Conservation des Sols consiste à passer d’un système qui déstocke les éléments fertilisants par le travail du sol à un système qui les stocke : ne pas en tenir compte c’est être confronté dès la première année à des carences fortes et donc à des rendements en baisse.

La fertilisation azotée

En système travaillé ou agriculture conventionnelle, l’apport soudain d’un excès d’oxygène entraîne la minéralisation d’une partie de la matière organique et donc une libération d’éléments minéraux dont l’N, le P, le S.

Ce sera l’inverse en Agriculture de Conservation des Sols en sachant que, dans le même temps, les agriculteurs laissent des résidus au sol, que ce soit des résidus de culture ou des couverts développés ou des apports de BRF (Bois raméal fragmenté) avec des rapports C/N élevés.

Dès lors les bactéries et autres microorganismes commencent leur travail de décomposition et vont pour cela mobiliser de l’azote pour faire redescendre le C/N à 100 pour de la paille de blé à 10 soit quasiment 200 kg d’azote nécessaire jusqu’à la décomposition complète de la paille.

Ce processus ne se fait pas en quelques jours mais cet exemple montre l’importance de la fertilisation azotée dès le début du cycle de la culture.

Le processus se poursuivant tout au long du développement de la culture, les besoins en azote sont souvent plus précoces qu’en agriculture conventionnelle avec le risque, s’il en manque, de faible tallage ou de limitation du nombre de rangées en maïs.

Zoom sur la fertilisation soufrée

Dans la plante l’azote et le soufre sont deux éléments essentiels pour les protéines.

De plus, la carence en soufre réduit considérablement l’efficience de l’azote et donc limite la synthèse protéique.

Dans le sol, le soufre est présent sous de multiples formes mais seul l'ion sulfate (SO42-) est assimilable par les plantes.

Le soufre organique se transforme d’abord en thiosulfate (S2O3) puis tétrathionate ( S4O6) puis Sulfite (SO3) et enfin Sulfate (SO4). La forte diminution du taux de soufre dans l’air grâce aux mesures environnementales de filtration des fumées d’usine, couplé au non travail du sol comme vu au- dessus, entraîne une vigilance accrue sur la fertilisation soufrée comme pour l’azote.

De plus, un manque d’aération du sol, notamment après une période pluvieuse, ralentit encore la minéralisation et conduit à une carence pour la culture : le soufre est alors réduit en hydrogène sulfuré H2S à l'origine d'une odeur désagréable quand on ouvre le sol.

Dans la pratique le soufre est souvent apporté avec l’azote au premier apport sous forme de sulfate d’ammoniaque par exemple. De nombreux experts préconisent 1 unité de soufre pour 2 unités d’azote.

Les autres éléments

Le non travail du sol tend à concentrer en surface la matière organique qui, en se minéralisant, va libérer des éléments tels que le P, K, Mg, etc. Ainsi les jeunes radicelles se retrouvent automatiquement dans une zone enrichie naturellement en ces éléments mais aussi en activité biologique qui vont faciliter leur absorption.

Il faut cependant être vigilant en phase de conversion car le mulch de surface n’est pas encore présent et donc il n’y aura pas cet environnement favorable aux racines : l’analyse de sol permet de vérifier la richesse du sol et corriger les carences si nécessaire.

En particulier, le bon remplissage de la CEC par les différents éléments et les rapports comme potasse sur magnésie sont à analyser car les déficits sont accentués en non travail du sol.

Le choix des couverts végétaux peut aussi aider à mobiliser des éléments présents dans le sol mais non-assimilables par les cultures.

On pense au sarrasin qui fixe le phosphore ou au lin qui fixe la silice : ces plantes, laissées au sol, mettront à disposition de la culture suivante au moins une partie de ces éléments prélevés dans le sol.

Enfin, en sol calcaire, les blocages inhérents à ces types de sol à cause d’un excès d’ions calcium, seront encore accentués par le non travail du sol : apporter les éléments nécessaires au plus près de la graine ou en foliaire est à privilégier pour éviter que les éléments apportés ne soient fixés par le sol.

Par rapport à ces différents constats, on peut retenir quelques grands principes qui vont permettre aux plantes d’exprimer au mieux leur potentiel.

  1. 1./ Les quantités totales d’azote et de soufre ne doivent pas être diminuées durant les premières années d’ACS. Pour gérer au mieux les besoins, il est difficile de se fier aux logiciels de fertilisation qui sont paramétrés pour un système conventionnel avec travail du sol : mieux vaut s’aider d’outil d’aide à la décision comme la bande double densité, les analyses de jus de tige ou de feuille quand ces outils existent.
    De plus, pour optimiser tous les apports, il faut éviter au maximum toute volatilisation : réaliser les apports avant une pluie est garant d’un meilleur coefficient d’utilisation.
  2. 2./ Les apports d’azote doivent être précoces.
    Les apports en végétation doivent avoir lieu plus tôt qu’en conventionnel (d’environ 2 semaines). Cette pratique permettant de combler la faible minéralisation de la matière organique.
    A l’inverse, plus tard au printemps, avec le réchauffement du sol et si l’humidité est encore présente, la minéralisation de la matière organique permettra d’éviter souvent un 3ème apport qualité pour le blé par exemple ; cette pratique n’impactant pas le taux de protéine : on voit avec le recul, des blés en ACS avec de très bons taux même sans apport tardif.
  3. 3./ Pour mettre la plantule en conditions optimales, mieux vaut apporter de l’engrais starter au semis.
    La localisation de la fertilisation autour de la ligne de semis permet d’augmenter significativement la fertilité au niveau des racines des cultures sans avoir à augmenter les apports. Ainsi la perception des cultures sera supérieure que si tout le sol était fertilisé de manière homogène.
    Par ailleurs, une plante qui démarre mieux et plus rapidement luttera toujours mieux contre des ravageurs comme les limaces ou tout autre stress. Ceci est vrai pour toutes les cultures, y compris les légumineuses dont les nodosités ne sont pas présentes dès les premiers stades végétatifs : Il leur faut trouver suffisamment d’azote dans le sol, dans un premier temps, afin de mettre en place leur feuillage pour capter et transférer l’énergie nécessaire ensuite à la fixation symbiotique.
    Malheureusement, la réglementation étant faite pour les systèmes conventionnels, il n’est souvent pas possible de réaliser cet apport starter sur les cultures d’automne : c’est d’autant plus dommageable derrière maïs grain ou couverts ligneux. La rotation ou le choix des couverts peuvent permettre d’essayer de limiter l’impact de ce manque d’azote même si les cultures auront souvent plus de difficulté à s’installer.
  4. 4./ Le soufre doit aussi être apporté tôt en retenant le principe de 1 unité pour 2 à 3 unités d’azote. Pour la forme chimique, ce peut être avec un autre élément fertilisant tel que le sulfate ou sous forme de soufre élémentaire qui est une forme non-lessivable mais qui mettra davantage de temps à être disponible.
  5. 5./ Les autres éléments peuvent être gérés comme en conventionnel en étant davantage vigilants aux risques de carences qui seront plus prononcées par la faible minéralisation de la matière organique.

Cas particulier de la fertilisation organique

Dans un système ACS qui privilégie la vie biologique des sols, l’apport d’engrais sous forme organique est à privilégier quand la ressource est disponible.

Le lisier peut servir d’engrais starter quand la réglementation le permet et/ou d’apport en végétation grâce à une meilleure portance des sols non travaillés.
Le fumier, dont le C/N peut être élevé, sera préférentiellement mis en automne sur un couvert par exemple ; apporté au printemps avant maïs, il ne sera que peu valorisé dès la première année voire avoir un effet dépressif si le C/N est élevé et donc mobilisant de l’azote nécessaire à son évolution.

En résumé, les produits riches en carbone doivent être apportés en automne et les produits riches en azote apportés au plus près des besoins des cultures quelle qu’elles soient.
À noter qu’un apport de mélasse de betterave donne de très résultats pour fertiliser des méteils car c’est un produit équilibré et facilement assimilable par les plantes avec peu d’effet dépressif sur la vie biologique du sol.
À noter que la mélasse de betterave ne doit pas être mise en enrobage de semence car elle peut bloquer la germination : dans ce cas, c’est la mélasse de canne qui peut être mise.

Focus sur l’impact des engrais minéraux sur la vie du sol

De nombreux biologistes évoquent les impacts négatifs des engrais minéraux sur les symbioses entre plantes et microorganismes et, en particulier, les champignons mycorhiziens. Il est évident que c’est une réalité qu’il faut avoir à l’esprit d’où le fait de privilégier de nourrir le sol qui nourrira la plante plutôt que nourrir directement la plante.

Cependant, on constate que le manque de nourriture à des moments clés de la vie de la plante (stade jeune, sevrage, reprise de végétation pour les cultures d’hiver, croissance), impactent fortement le rendement : toute impasse à ces moments clés, d’autant plus en conversion ACS, aura des conséquences économiques fortes.
Et une spirale négative peut vite s’installer avec peu de rendement donc peu de carbone mis au sol donc peu de développement de microorganismes et risque de sols qui se referment.

L’auto-fertilité du sol reste pour l’instant un mythe.