Cultures

Digestats de méthanisation

Bien les épandre pour bien les valoriser

Publié le 28/06/2017

La méthanisation produit des digestats qui constituent autant de matières fertilisantes stabilisées et inodorantes propices à une bonne valorisation dans les sols cultivés. Comment optimiser les effets fertilisants de ces digestats, réduire l’impact environnemental des épandages ? Autant de questions qui ont été abordées lors du dernier forum transfrontalier organisé par l’Institut transfrontalier d’application et de développement agronomique (Itada).

L’efficience de la fertilisation azotée est, en moyenne, inférieure à 50 %. Et l’excédent d’azote apporté aux cultures est estimé à environ 80 kg/ha/an. C’est par ces deux constats percutants que le docteur Markus Mokry, du Landwirtschafliches Technologiezentrum Augustenberg (LTZ), a débuté son intervention sur la valorisation agronomique des digestats et l’optimisation de leurs effets fertilisants en grandes cultures, et notamment en maïs. La valeur moyenne des digestats en phase liquide laisse apparaître une offre en éléments nutritifs solubles de 5,1 kg N/m3, dont 60 à 70 % sous forme NH4 + et de 1,6 kg P2O5/m3, dont 60 à 70 % de phosphates solubles. De quoi laisser présumer d’une bonne efficacité sur le rendement. Sauf que les pertes en azote peuvent être très élevées lors de l’application. Et que la disponibilité en phosphore n’est pas toujours optimale, notamment lors du stade juvénile du maïs. D’où l’intérêt de tester des systèmes de fertilisation alternatifs, afin d’améliorer l’efficience de ces apports. Markus Mokry a donc fait état d’essais ayant comparé des apports avec pendillards suivis d’une incorporation dans les 4 heures avec du digestat liquide et du lisier de porcin, les deux ayant été épandus à la surface entière. Ou encore d’un essai comparant l’effet d’un apport de digestat liquide sur la surface entière par pendillards avec incorporation dans les 4 heures, à un apport de digestat liquide avec injection sous forme d’un dépôt localisé en ligne appliqué à 20 cm entre les rangs de semis, à raison d’un rang sur deux, soit tous les 50 cm. L’utilisation d’un stabilisateur d’ammonium (ou inhibiteur de nitrification), étant susceptible d’augmenter l’efficacité des apports, cette hypothèse a été testée grâce à une modalité lisier + inhibiteur de nitrification. Des économies de fertilisants minéraux en perspective Pour une application en surface, aucune différence notable n’a été mise en évidence entre le lisier et le digestat liquide. L’utilisation d’un stabilisateur d’ammonium n’a pas eu d’effet significatif et l’efficience azotée plafonne à 50 % pour toutes les modalités. Par contre, l’apport de digestat liquide avec injection sous forme d’un dépôt localisé avec un stabilisateur semble procurer à la plante davantage d’éléments car le rendement est amélioré et l’efficience azotée passe à 60-70 %. L'injection sous forme d’un dépôt localisé apparaît donc clairement plus favorable à la valorisation de l’azote. Pour ce qui est du phosphate, le dépôt localisé semble également avoir un effet positif. « L’immobilisation du phosphate serait moins élevée et l’offre en phosphate soluble resterait donc plus élevée jusqu’à la récolte », avance Markus Mokry. En conclusion, l’effet fertilisant en azote et en phosphore de digestats liquides est comparable à celui du lisier de porc. Dans tous les essais, les rendements en plante entière de maïs ont été identiques ou légèrement supérieurs pour le dépôt localisé avec apports réduits en azote et en phosphore à une application en pleine surface avec des apports plus élevés. L’efficience en azote, mais aussi en phosphore a été significativement plus élevée avec un dépôt localisé qu’avec un épandage en pleine surface. Une économie en fertilisants minéraux est donc possible. Pour cela, il s’agit de calculer le besoin en fertilisant en fonction du lieu. Et d’effectuer les applications à la bonne date. « Une fertilisation en dépôt localisé est aujourd’hui considérée écologiquement plus performante et économiquement équivalente à une application en surface », affirme Markus Mokry. Méthanisation, matière organique et fertilité des sols Que sait-on de la matière organique contenue dans les digestats et de leur comportement dans le sol ? C’est à cette question que Kurt Möller, du Landwirtschafliches Technologiezentrum Augustenberg (LTZ), a apporté quelques éléments de réponse. Durant le processus de méthanisation, la matière organique contenue dans le substrat se dégrade, avec la minéralisation de nombreux éléments nutritifs, notamment azote et phosphore. Le taux de dégradation de la matière organique serait de 30 à 90 % en fonction des substrats, et la part dégradée ne serait donc plus disponible pour le maintien à long terme de la fertilité du sol. La fermentation anaérobie pourrait donc avoir, à long terme, un impact négatif sur la fertilité du sol. En effet, rappelons que la matière organique du sol joue un rôle important dans le renouvellement et le maintien de l’humus du sol, sa structure, la stabilité des agrégats, la stimulation de l’activité microbienne… Pour vérifier cette hypothèse, Kurt Möller a détaillé comment la matière organique évolue au cours du processus de méthanisation. La comparaison de la composition de lisier de porc, fermenté ou non, révèle qu’il n’y a pas de dégradation de la lignine pendant le processus. Les bactéries en jeu existaient avant le bois et ne disposent donc pas du matériel génétique nécessaire à la dégradation de la lignine, explique Kurt Möller. À l’inverse, 40 % de la cellulose est dégradée. Ce qui reste est la part enrobée de lignine, donc protégée de l’action des bactéries. L’hémicellulose, les acides gras volatils sont presque totalement dégradés. Les protéines sont en partie dégradées et transformées de protéines végétales à protéines animales. 10 à 12 % du carbone disponible pour former de l’humus La comparaison entre du lisier épandu après une incubation seule ou après méthanisation et production de biogaz et incubation montre que la proportion de carbone restant pour entretenir la fertilité du sol est à peu près la même, de l’ordre de 60 %. Une autre étude, réalisée au Danemark, visait à comparer le devenir du carbone contenu dans de la biomasse après passage dans le tube digestif des ruminants, puis dans un fermenteur puis après épandage, au devenir du carbone contenu dans de la biomasse après fermentation dans un digesteur et épandage. Dans les deux cas, 10 à 12 % du carbone de départ restent disponibles pour former de l’humus. « Des résultats qui démontrent que, tant qu’on ne brûle pas la biomasse, la performance de production humique reste à peu près la même », résume Kurt Möller. Reste que Kurt Müller a mis en évidence que la valeur humifiante des digestats ne suffit pas à compenser la consommation d’humus par le maïs ensilage. « Le bilan humique doit donc être préservé par la rotation, en conclut-il. Car cela ne peut pas se faire qu’avec la fertilisation organique, qu’elle soit fermentée ou pas, parce que du fait de la teneur élevée en phosphore des digestats et des plafonds à respecter, il ne serait possible de couvrir que 20 % des besoins en azote. » Des effets sur la fertilité biologique et physique Au-delà des effets sur la fertilité chimique des sols, les digestats ont des effets sur leurs propriétés biologiques. « De nombreuses études montrent que leur application induit une augmentation de l’activité microbienne et des vers de terre », rapporte Kurt Müller. Toutefois, l’augmentation de l’activité biologique du sol suite à l’apport de digestat serait plus faible que suite à l’application de substrats non fermentés. Et cela serait plus vrai sous jachère que sous culture. D’autres études montrent que l’apport de digestat augmente la fertilité du sol par une diminution de la masse spécifique de sédimentation, une augmentation de la capacité de rétention en eau et de la stabilité des agrégats. Enfin, les digestats ne s’avèrent pas acidifiants en tant que tels, ils auraient même plutôt un effet tampon dans le sol, avance Kurt Müller. En conclusion, il apparaît que la fermentation de produits organiques augmente la dégradation du carbone sous forme facilement dégradable du substrat, donc un enrichissement relatif en matière organique stable. La valorisation intermédiaire de la biomasse comme fourrage, ou son utilisation pour la fermentation anaérobie, n’a que peu d’effet sur la teneur en humus du sol donc. En outre, il y a peu de différences entre des digestats de différentes origines quant à leurs effets sur la teneur en humus du sol. Les digestats améliorent les propriétés biologiques, physiques et chimiques d’un site. Toutefois, la fermentation des effluents d’élevage réduirait la transformation de substances dans le sol immédiatement après l’apport de digestats, d’où une possible diminution des effets positifs de court terme sur la structure du sol. Quoi qu’il en soit, les effets des changements de systèmes de culture apparaissent beaucoup plus significatifs que les effets des apports de digestats.

Blé

Des apports d’azote difficilement valorisés

Publié le 25/06/2017

À chaque année, son accident de parcours. Pour cette campagne, ce ne sont pas les maladies, où les excès de précipitations qui ont joué avec les nerfs des agriculteurs, mais plutôt des difficultés de valorisation des apports d’azote en l’absence de précipitations. Au final, les blés ont bien récupéré. Et, s’il y a perte de rendement, elle sera imputable au remplissage des grains, en cours d’élaboration.

Depuis que les blés sont semés, la météorologie s’est caractérisée par un déficit de températures en hiver et un déficit de précipitations en hiver et au début du printemps. En effet, avec des températures moyennes dépassant péniblement 0 °C en décembre et en janvier, les blés n’ont que peu tallé et émis de feuilles. Le tallage s’est donc avéré limité, d’autant plus que le semis était tardif : « Plus les semis ont été réalisés tôt, plus le tallage a été lent et long. Plus les semis ont été réalisés tard, plus le tallage a été rapide et court », détaille Jean-Louis Galais, conseiller agricole à la Chambre d'agriculture d’Alsace. Soit le contre-pied de l’année dernière, qui avait été marquée par des excès de talles. Face à des blés clairs et chétifs, la mesure qui s’est avérée la plus efficace a été de réaliser un apport d’azote au tallage : « Réaliser cet apport a permis de ne pas perdre les talles qu’on avait. Par contre ce n’était pas forcément nécessaire de faire un apport important car, à ce stade, les besoins du blé ne sont pas très élevés. D’ailleurs, ce n’est pas l’azote qui fait le tallage, ce sont les températures. Apporter de l’azote a permis de faire plus de végétations. Les talles montent plus, mais on n’en fait pas monter plus », précise Jean-Louis Galais. Et puis cet apport était à raisonner à la parcelle : « Il était surtout justifié dans les situations caillouteuses, hydromorphes, moins face à des blés sains et exubérants. » 600 épis par mètre carré Cette stratégie s’est avérée d’autant plus payante que, par la suite, les agriculteurs se sont trouvés confrontés à des difficultés de valorisation de l’azote liées au manque de précipitations. « Il y a eu des précipitations en février - mars qui ont permis de valoriser les premiers apports. Mais ensuite, du 20 mars à fin avril il n’a quasiment plus plu alors que les blés atteignaient le stade critique d’épis 1 cm. » Ce sont donc des blés assez clairs qui ont abordé la phase de montaison, et la montée des épis s’est parfois effectuée en situation stressée. « À ce stade, nous étions très inquiets mais, finalement, les apports d’azote réalisés tardivement de manière un peu forcée ont permis aux blés de récupérer. » La plupart des blés se sont donc rattrapés en deuxième partie de campagne grâce à des pluviométries et des températures favorables à la fin de la montaison et à la floraison. Dans la plupart des situations, on dénombre quelque 500 à 600 épis par mètre carré, ce qui n’est pas limitant et qui correspond au seuil au-dessus duquel on est relativement assuré d’atteindre un bon niveau de rendement. Coup de chaud à la fécondation Avoir des épis c’est bien. Mais avoir des grains, c’est encore mieux ! Et cela passe par une fécondation efficace, ce qui nécessite notamment du pollen. Celui-ci se forme au cours de la méiose qui, cette année, a été précédée d’un coup de froid qui a fait craindre pour la qualité et la quantité de pollen. Ces craintes sont aujourd’hui levées puisque l’impact sur les blés semble limité. Viennent ensuite l’épiaison et la floraison, qui peuvent mal se dérouler en cas de manque d’azote notamment. C’est au moment de la floraison que se fait la fécondation, donc la formation du nombre de grains par épis. Or, à ce moment-là, un pic de chaleur a été enregistré, induisant un risque de coulure des fleurs. Pour le vérifier, il s’agit d’écarter les glumes et glumelles d’un épillet afin de vérifier la présence effective d’un épi. « Ce coup de chaud a eu un impact limité sur la qualité de la fécondation », estime Jean-Louis Galais. Les températures sont ensuite revenues à la normale, permettant d’atteindre une taille potentielle des grains correcte. La phase de remplissage est désormais en cours. Et le rendement final est donc désormais suspendu au mercure. « On estime la perte de PMG à 0,78 g par jour de température supérieure à 25 °C, rappelle Jean-Louis Galais. Or on a déjà enregistré 14 jours à plus de 25 °C. Cela signifie qu’à chaque fois que le mercure dépasse les 25 °C, cela a un impact sur le PMG, surtout en cas de stress hydrique. Car alors les blés ne sont plus capables de transpirer, donc de réguler leur température. » La semaine qui vient de s’écouler a donc été capitale car « s’il y a une perte de rendement, ce sera à cause du PMG », affirme le conseiller agricole. Début des moissons estimé au 20 juillet « Le PMG est d’ailleurs la composante qui plafonne le plus souvent le rendement final », estime Jean-Louis Galais. Or, pour éviter l’échaudage, les deux seuls leviers sont de jouer sur les dates de semis, en pratiquant des semis plus précoces, et le choix variétal, en choisissant des variétés qui font moins d’épis mais des grains plus gros. « L’an passé, il y avait une relation négative entre le nombre d’épis et le rendement. Autrement dit, ce sont les blés les plus moches qui ont été les plus productifs car il y avait moins de biomasse à entretenir », rapporte Jean-Louis Galais. Vendredi 16 juin, lors de la visite de la plateforme blé d’Arvalis - institut du végétal et de la Chambre d'agriculture d’Alsace (lire aussi en pages 16-17), Jean-Louis Galais a achevé son premier bilan de la campagne 2016-2017 en rappelant qu’entre l’épiaison et la maturité des blés, il faut cumuler 770 °C. La maturité devrait donc être atteinte le 1er juillet. Il ne restera plus alors aux blés qu’à sécher, à raison de 8 % d’humidité tous les 100 °C, ce qui laisse augurer d’un début des moissons au 20 juillet. « Mais s’il faut chaud, ce sera plus rapide ».

Plateforme blé Arvalis - institut du végétal et Chambre d'agriculture d’Alsace

Les bonnes clés pour se faire du blé

Publié le 24/06/2017

Depuis quatre ans, à quelques semaines de la moisson, Arvalis - institut du végétal et la Chambre d'agriculture d’Alsace convient les agriculteurs à visiter leur plateforme commune d’essais dédiée au blé. L’occasion de faire le point sur les dernières avancées en matière de conduite de la deuxième production la plus importante de la plaine alsacienne après le maïs.

La campagne 2016-2017 de blé s’annonce bien meilleure que la précédente, a déclaré Patrick Bastian, élu de la Chambre d'agriculture d’Alsace, pour introduire cette visite. Ce n’était pas très difficile : on se souvient encore des excès d’eau au printemps, qui ont favorisé le développement des maladies, et du verdict final, lorsque les enveloppes des épis se sont avérées quasiment vides… Alors que les accidents climatiques apparaissent de plus en plus fréquents et violents, Patrick Bastian l’affirme : « La technique est primordiale, c’est elle qui nous permettra de nous adapter à ces évolutions. » Peu de maladies cryptogamiques L’un des aspects techniques qui conditionne la réussite du blé est sa protection contre les maladies cryptogamiques. Elle se gère grâce à l’observation au champ et à l’utilisation de modèles qui permettent de prédire l’évolution des principales maladies, notamment la fusariose et la septoriose. « Aujourd’hui en Alsace, le risque se raisonne à partir du niveau d’intensité de la maladie, de la sensibilité variétale et du risque climatique. Arvalis - institut du végétal a élaboré une grille de décision qui, en fonction du précédent et de la sensibilité variétale, renseigne sur la conduite à tenir en matière de protection contre la fusariose », indique Alain Weissenberger, responsable du service filières végétales et agronomie à la Chambre d'agriculture d’Alsace. « Après un maïs en non-labour et avec une variété assez sensible à la fois à la fusariose et à la septoriose, il faudrait prévoir un produit efficace contre la fusariose et aussi contre la septoriose, quitte à en faire l’économie si le risque climatique est faible. À l’inverse, si le précédent n’est pas à risque et que la variété choisie est tolérante à la fusariose, on peut faire l’impasse sur le traitement contre la fusariose et se contenter de traiter contre la septoriose entre le stade deux feuilles et le stade gonflement, en fonction du risque et du climat. Si la variété est tolérante aux deux maladies, la théorie consiste à faire l’impasse. Mais par précaution, il vaut peut-être mieux acheter un produit mixte en morte-saison plutôt qu’en pleine saison, où on aura moins de choix », suggère Alain Weissenberger. La plateforme comporte un essai visant à comparer l’efficacité de différents programmes de protection sur quatre variétés de blé présentant des profils sanitaires différents. Une des modalités comprend un produit de bio contrôle (Nectar), dont l’objectif est de permettre de réduire la dose de fongicide classique. Les autres sont plus classiques et l’une d’entre elles, dite flash, consiste à adapter la stratégie à la situation. Pour ce faire, les techniciens ont utilisé le modèle Precept, qui simule le développement de la septoriose en fonction des données météorologiques. Les contaminations ont été très faibles à l’automne et en hiver, en raison des températures faibles et de la rareté des précipitations. Le mois d’avril a été particulièrement sec, ce qui a posé des problèmes de valorisation de l’azote mais a évité le développement des maladies. « L’objectif de la protection est de protéger l’épi et les deux dernières feuilles, car ce sont elles qui font le rendement. Donc après la floraison, la protection n’est plus nécessaire car les contaminations seront trop tardives pour causer des dégâts », rappelle Alain Weissenberger. Sur la base de ce modèle et des observations de terrain, la modalité flash a donc consisté en un traitement à demi-dose d’Elatus Era sur Advisor, la variété la plus sensible aux maladies, en une impasse totale sur SY Moisson, Foxyl, et même Cellule bien que son profil sanitaire soit un peu moins bon que celui des deux précédentes. Un choix justifié notamment par l’absence de précipitation durant la phase critique de la floraison, donc au risque fusariose limité. Verdict à la moisson ! Mais une chose est sûre : les dégâts liés à la fusariose seront bien moins importants que l’année dernière. On observe très peu de symptômes, y compris dans les situations non protégées. Seule situation un peu plus préoccupante : les épis gelés, qui semblent plus affectés par la maladie. Des pistes pour déplafonner les rendements Alors que le rendement moyen du maïs continu d’augmenter régulièrement, celui du blé n’évolue plus autant : « Il progresse de 0,64 q/ha/an, alors que celui du maïs augmente de plus de 1 q/ha/an », constate Didier Lasserre, ingénieur à Arvalis - institut du végétal, qui pointe du doigt un biais induit par des modalités différentes d’inscription des variétés pour le blé et le maïs. Pour le maïs, une nouvelle variété doit obligatoirement améliorer le rendement pour être inscrite. Pour le blé ce n’est pas le cas en raison des bonus liés aux qualités boulangères et technologiques. Néanmoins, Arvalis - institut du végétal et la Chambre d'agriculture d’Alsace ont mis en place un essai visant à chiffrer l’écart entre le rendement du secteur et le potentiel maximal de l’année, et à identifier le poids des facteurs limitants dans cet écart. L’essai comporte huit modalités. La première correspond à la conduite locale de référence. Dans les sept autres modalités, un intrant a été ajouté : plus d’azote (280 unités en quatre apports), un traitement contre les maladies cryptogamiques renforcé, un insecticide d’automne, un insecticide de printemps, de la fertilisation soufrée, de la fertilisation phosphatée, et le tout cumulé dans une dernière modalité intitulée potentiel max, qui doit donc permettre de constater l’effet de pratiques non limitantes. « L’idée c’est de voir si on gagne du rendement, avec quelles modalités, et à quel prix, donc de savoir si c’est rentable de lever les facteurs limitants », indique Didier Lasserre. Ce dernier distingue les intrants de capital (phosphore, potasse, herbicide), des intrants de seuil (contre les pucerons, la verse…), et proportionnels (comme l’azote). Il estime d’ailleurs que « les blés alsaciens sont parfois un peu sous fertilisés ». Ce qu’il explique par une « barrière psychologique » à 200 unités d’azote, qui mériterait pourtant parfois d’être franchie : « On estime que pour faire un quintal de blé il faut 3 unités d’azote. Donc pour faire 100 q il faut 300 unités d’azote. Si on enlève la fourniture du sol et la minéralisation, il faudrait apporter 220 à 240 unités en au minimum trois apports », schématise Didier Lasserre, qui rappelle que le maïs pousse quand l’azote du sol se minéralise, ce qui est moins vrai pour le blé, et justifie donc une fertilisation azotée un peu renforcée. Didier Lasserre estime aussi que les blés alsaciens sont souvent semés trop dense. Ou encore que l’irrigation est parfois arrêtée trop tôt : « Il faut la poursuivre jusque 25 jours après l’épiaison. » Variétés : un choix stratégique « Quel est votre principal critère de choix variétal ? », demande Thomas Munsch, d’Arvalis - institut du végétal. Sans surprise, c’est la productivité, répondent les agriculteurs. Mais pas seulement : le profil sanitaire est également important car il peut permettre de réaliser des économies de traitement. Les meilleures variétés sont donc celles qui cumulent productivité et tolérance aux maladies. Parmi les critères secondaires de choix figurent aussi la teneur en protéines du blé, un critère important pour l’export, ou encore la qualité boulangère du blé, qui facilite l’obtention de débouchés intéressants par les collecteurs, et l’adaptation des variétés aux conditions pédoclimatiques locales : « Les variétés précoces sont plus sensibles au risque de gel au printemps. Les variétés plus tardives au risque d’échaudage lors du remplissage… », illustre Thomas Munsch. Guillaume Pfrimmer, conseiller agricole à la Chambre d'agriculture d’Alsace, a ensuite présenté aux agriculteurs la vitrine de 40 variétés testées sur cette plateforme. Parmi elles, citons Diamento, régulière, Mogador, au potentiel de rendement intéressant mais moins bonne sur les maladies, LG Absalon, à suivre, Filon, qui affiche une très bonne productivité, Descartes, un SY Moisson renforcé en septoriose, et une référence en matière de tolérance à la fusariose, Chevignon, avec un bon potentiel…