jeudi 5 avril 2018

Campagne reliquats azotés 2018 : Le calme après la tempête


Alors que la campagne d’analyses de reliquat se termine à peine, Auréa AgroSciences vous propose une synthèse sur les tendances de cette année, arrêté à la date du 10 mars.

DES PARCELLES ET DES HORIZONS

Les 76 000 parcelles analysées par Auréa AgroSciences sur le site d’Ardon se répartissent principalement sur une bande qui va du Centre Ouest au Nord Est, avec également un pôle significatif en Midi-Pyrénées et Auvergne. Ces 76 000 parcelles représentent environ 155 000 horizons, soit une moyenne de 2 horizons par parcelle. Plus précisément, il y a 25 % de parcelles avec 3 horizons (3H), 55 % avec 2 horizons (2H), ce qui laisse 20 % avec un seul horizon (1H). Cette répartition est identique à celle de 2017. Comme chaque année, cette répartition est fortement dépendante de la région.

Moyenne pondérée du nombre d’horizon analysé par région





Ainsi, dans les zones pédologiques à sol plus superficiel telles que la région Poitou-Charentes, les reliquats sont en grande majorité réalisés sur un seul horizon. A contrario, dans les régions à sols profonds, la part de reliquats 3H est plus importante (Nord-Pas-de-Calais, Picardie, Ile-de-France). Pour ces régions, la profondeur d’analyse du reliquat peut se justifier par la profondeur des sols. Néanmoins, ce n’est pas le cas de toutes les régions. En effet, pour certaines régions (Aquitaine, Midi-Pyrénées, Lorraine), les sols sont profonds et pour autant le nombre d’horizon moyen est proche de 1. Ce choix de réaliser un seul horizon est lié à l’aspect réglementaire de l’analyse de reliquat. Pour ces régions, la réglementation n’indique pas systématiquement de profondeur de prélèvement à respecter. Dans le cas d’indication, la profondeur est de 60 cm, soit inférieure à la profondeur potentielle d’enracinement.
Ces analyses de reliquats sont donc principalement à but réglementaire et non agronomique comme on peut l’observer dans les grandes zones céréalières. Par ailleurs, les régions du Centre-Ouest de la France ne donnent pas non plus d’indications sur les profondeurs de prélèvement. Pour autant, une majorité des mesures de reliquat sont faites sur 2 horizons car ce sont essentiellement des reliquats utilisés dans le cadre de la gestion de la fertilisation azotée. En effet, le reliquat d’azote a, depuis le 5ème programme d’action nitrate, une envergure réglementaire, mais il ne faut pas oublier que le premier but de cette mesure est le suivi de l’azote minéral dans le sol. Cette analyse permet, via un bilan de masse, d’ajuster la dose d’azote à apporter au plus proche des besoins de la culture en tenant compte des fournitures d’azote par le sol et de l’azote minéral disponible à l’ouverture du bilan sur la profondeur potentielle d’enracinement de la culture (Ri).


RELIQUAT 2018 : UN RETOUR A LA NORMALE

Dès le début de la campagne reliquats de 2017, l’ensemble des acteurs avaient pu remarquer une forte hausse des teneurs en azote du sol en partie liée aux mauvaises récoltes de 2016 et la faible pluviométrie automnale. En 2017, les récoltes n’ont pas autant subi les aléas climatiques et cet hiver, les épisodes pluvieux ont été en moyenne plus importants que les moyennes saisonnières, en dehors du pourtour méditerranéen protégé par les reliefs. Ces conditions climatiques ont rendu les parcelles difficiles d’accès, avec des sols détrempés ou enneigés. Pour autant les chantiers de prélèvement n’ont été que modérément ralentis jusqu’à la mi-février.  Le reliquat moyen disponible sur les 76 000 parcelles analysées par AUREA est de 34 kg N /ha, soit près de la moitié de celui de 2017. L’écart était de +32 kg N/ha entre 2017 et 2016, 2018 est donc une année « normale ».





Vu la forte hétérogénéité régionale du nombre d’horizons prélevés, nous avons séparé les moyennes régionales selon la profondeur du sol. Les moyennes ont été calculées pour les régions où il y a plus de 100 parcelles. Dans cet article, sont présentés les résultats de l’étude en sols moyens (2 horizons). L’étude complète, comportant les résultats sur sols superficiels, et profonds (3 horizons) est consultable sur demande (technique@aurea.eu)
En sol moyennement profond (2 horizons), le reliquat moyen disponible est de 33 kg N/ha (39 000 parcelles) et de 39 kg/ha en 2016. Les valeurs sont assez homogènes sur l’ensemble du territoire, à l’exception du Sud-Ouest et du Nord-Est.

Reliquat disponible moyen en sol moyen (0-60cm) (kg/ha)





DES EFFETS SYSTEMES DE CULTURE MASQUES PAR LE NOMBRE D’HORIZONS

Les céréales à paille dominent très largement les cultures en place ou prévues avec un total de 62.4 % des parcelles analysées. Ayant des reliquats azotés en moyenne faible cette année, les doses conseillées sont plus importantes avec en moyenne 195 U N pour les blés tendres et blés durs.





Le reliquat moyen disponible diffère légèrement en fonction de la culture en place. Les parcelles en colza ont les reliquats les plus faibles ce qui s’explique par une absorption de l’azote au cours de son développement végétatif qui est plus importante que pour les blés.





L’effet du précédent cultural est fortement dépendant du nombre d’horizons prélevés. En s’attachant uniquement au premier horizon, les différences sont considérablement atténuées.





Les apports organiques et les couvertures de sols ont aussi un effet sur le précédent. En effet, les apports organiques épandus en été et en automne se minéralisent en partie sur la période automnale ce qui libère de l’azote minéral mesuré par le reliquat. Pour les CIPAN, l’impact est différent, puisque la culture piège à nitrates va capter l’azote restant de la culture précédente et ainsi diminuer la teneur d’azote minéral mesurée.





DE LA LIXIVIATION, OUI, MAIS AVEC MODERATION

La pluviométrie plus importante sur le mois de janvier 2018 a eu un léger effet sur le reliquat moyen national avec 6 U N en mois sur la moyenne de février par rapport à janvier. Ce phénomène est plus marqué en fonction des régions.





Selon le type de sol, la lixiviation peut aller de 20 à 60% du reliquat moyen (argile et sable respectivement selon la moyenne nationale). Toutefois, ces résultats sont à nuancer, car la hauteur d’eau utilisée pour ces statistiques est équivalente au cumul des précipitations sur 2 ou 3 mois (respectivement, reliquat réalisé en février et janvier). Or ce cumul ne prend pas en compte l’évapotranspiration possible, le ruissellement et autres « pertes en eau » de la parcelle qu’il faudrait retirer pour obtenir la pluviométrie efficace.





Après une année hors norme, l’année 2018 est une année dans les normes. La répartition du nombre d’horizons est similaire à celle de l’année dernière, ainsi il semblerait qu’une majorité des mesures soit faite sur la profondeur d’enracinement de la culture. En effet, le reliquat a un aspect réglementaire, mais c’est aussi et surtout un outil d’aide au pilotage de la fertilisation azotée. Il permet d’assurer les rendements sans avoir à sur-fertiliser en prenant compte des besoins de la culture et des fournitures d’azote par le sol. Cette méthode, dite du bilan de masse, a donc pour but principal l’optimisation de la nutrition de la culture.

Article rédigé par Emile REGNIEZ – Référent technique Reliquats Azotés – Auréa AgroSciences (45) Contact : contact@aurea.eu




jeudi 8 février 2018

Quand le compost (p)rend l’eau

De 0 à 400 litres par tonne traitée… Ce sont les volumes des rejets liquides liés au stockage ou au compostage sur plateforme de traitement biologique des déchets (ADEME, 2005). Ces quantités varient d’un site à l’autre, suivant les matières traitées, le type de procédé (aération forcée positive, négative ou par retournement), la présence ou non d’un bâtiment. « Ces rejets liquides comprennent les jus ou lixiviats s’écoulant du produit par exfiltration, les eaux provenant du ruissellement sur la surface du produit, celles issues des surfaces annexes (plate-forme, voirie, toitures) plus ou moins souillées, les condensats dans le cas des bâtiments fermés ou en aération forcée négative, les eaux de lavage ». La composition des rejets est forcément très dépendante de l’ensemble de ces paramètres. Les eaux issues de ces plateformes sont essentiellement chargées en macromolécules organiques du type substances humiques. Sur l'effluent brut, les valeurs en DCO peuvent être élevées. L'effluent se caractérise par une faible biodégradabilité. 
 
 Etude des concentrations d'échantillons de lixiviats de plateforme de compostage analysés par AUREA en 2017

Les volumes de rejets, plus ou moins chargés, peuvent représenter des quantités annuelles importantes. L’existence de « pics » liés aux conditions météorologiques rend parfois difficile pour l’exploitant la gestion de ces rejets. Cet article de l’AgroReporter fait le point sur la gestion de ces effluents et sur les obligations en matière d’analyses. 

L’EAU ET LE COMPOST
Le compostage est un procédé biologique thermophile dont l’efficacité est fortement dépendante de la présence d’eau. Une trop faible humidité entraîne un ralentissement de la fermentation et de la maturation du compost. A l’inverse, un excès d’eau entraîne des risques d’anaérobiose, sources de mauvaises odeurs et de blocage dans les étapes biologiques de production d’un compost de qualité. En fonction de la pluviométrie, une même unité de compostage peut se retrouver alternativement en période d’excès d’eau ou en période de déficit. La plupart des unités de compostage sont équipées de bassins de rétention leur permettant de faire face au besoin d’arrosage des andains même en période de déficit hydrique , et de stocker cette eau en période d’excédent. En cas de risque de dépassement de la capacité de stockage, ces jus doivent être évacués.


QUE FAIRE DES REJETS LIQUIDES D’UNE PLATEFORME DE COMPOSTAGE ?
Les principaux modes d’évacuation sont tous encadrés par des textes réglementaires imposant des contrôles de conformité :
  • Installations soumises à déclaration ICPE : L’arrêté du 12/07/11 relatif aux prescriptions générales applicables aux installations classées de compostage soumises à déclaration sous la rubrique n° 2780 fixe les modalités d'exploitation et des rejets. Les valeurs limites de rejet peuvent être renforcées par le règlement d’assainissement de la collectivité.
  • Installations soumises à enregistrement ICPE : L’arrêté du 20/04/2012 fixe les prescriptions générales applicables aux installations classées de compostage soumises à enregistrement sous la rubrique n°2780.
  • Installations soumises à autorisation ICPE : L'arrêté du 22/04/08 fixant les règles techniques auxquelles doivent satisfaire les installations de compostage soumises à autorisation en application du titre Ier du livre V du code de l'environnement fixe les modalités d'exploitation et des rejets. Les modalités fixées peuvent être renforcées par l’arrêté préfectoral d’autorisation et le règlement d’assainissement de la collectivité.
  • RSDE* et plateformes de compostage : L’action de recherche de substances dangereuses (RSDE) s’applique pour les centres de compostage soumis à autorisation ayant un rejet direct ou indirect vers le milieu récepteur. Elle fait l’objet d’arrêtés préfectoraux complémentaires sur les rejets de substances dangereuses dans le milieu aquatique (RSDE)
Différentes voies d’élimination sont possibles pour ces effluents :
  • Le rejet en réseau collectif d’assainissement (autorisation/convention de rejet, réglementation ICPE) ou le dépotage en station d’épuration (réglementation ICPE/convention de dépotage) ou dans le milieu naturel. Un rejet direct au milieu naturel ou un raccordement au réseau d’eaux pluviales sans prétraitement est exclu. Un raccordement direct au réseau d’eaux usées est impossible à cause de la problématique des eaux parasites. Un prétraitement est donc nécessaire. Si le prétraitement est efficace et permet de respecter les valeurs limites de rejet alors le raccordement au réseau d’eaux pluviales ou le rejet dans le milieu naturel sont possibles.
  • Le zéro rejet : traitements sur lit de roseaux avant réutilisation sur andains ou déshydratation.
  • L’épandage (conformité à la réglementation épandage) : les eaux de ruissellement issues de la zone de compostage sont collectées dans un bassin de rétention. Les excédents d’eau peuvent être éliminés par épandage sur terrain agricole, sous réserve de terrains disponibles à proximité du centre de compostage. Cette technique repose sur les capacités épuratoires du système sol/micro-organismes/plantes pour abattre la pollution organique. Elle est peu coûteuse, mais très réglementée. Elle doit être conforme aux prescriptions des arrêtés relatifs à la rubrique ICPE concernées et à l’arrêté du 2 février 1998. Cette règlementation peut également être renforcée localement par des arrêtés en vue de la protection des zones vulnérables par exemple aux pollutions azotées.
Un tableau récapitulatif des paramètres à contrôler, ainsi que des fréquences et modalités de contrôles des effluents en fonction du régime de l‘installation et des destinations des effluents est présenté ci-dessous : 

cliquez sur l'image
 

Au laboratoire Auréa, l’analyse des lixiviats destinés à être épandus est réalisée dans le circuit des eaux résiduaires. Compte tenu de la nature de la matrice analysée (effluent liquide à très faible teneur en matière sèche), il n’est pas possible de procéder à l’analyse de ces échantillons dans le circuit des matrices solides (boues, sédiments). La confrontation des résultats d’analyse obtenus aux valeurs limites de l’arrêté du 2 février 1998 pose toutefois problème. En effet, cette réglementation définit des valeurs limites exprimées en mg/kg de matière sèche pour les éléments traces métalliques et pour les composés traces organiques (HAP et PCB). La réalisation d’une mesure de l’extrait sec et de la densité permet toutefois de procéder au calcul des concentrations volumiques obtenues (mg/L et µg/L) en unités pondérales. Ainsi il est possible de confronter les résultats d’analyse obtenus sur ces matrices liquides aux valeurs limites réglementaires liées à l’épandage.

Lors du traitement de vos échantillons, deux rapports vous seront donc transmis :
- Le rapport de l’analyse de type eaux résiduaire sous accréditation Cofrac
- Une annexe pour épandage, reprenant l’ensemble des résultats exprimés en unités pondérales, avec confrontation aux valeurs réglementaires de l’arrêté du 2 février 1998 permettant de juger de l’aptitude des lixiviats à l’épandage.

Une gamme complète de menu analytiques dédiés à l’analyse de ce type de matrice est disponible à notre catalogue. N’hésitez-pas à consulter votre chargé d’affaires AUREA.

Article rédigé par : Christophe LechevallerResponsable Technique Eaux et Environnement Industriel – Auréa AgroSciences - Contact

* : RSDE : Recherche et Réduction des Rejets de Substances Dangereuses dans l’Eau

vendredi 15 décembre 2017

Il faut savoir soufrer pour être belle

« Il faut savoir « soufrer » pour être belle » : telle pourrait être la devise des grandes cultures en France et en Europe. Systématique sur colza, la fertilisation soufrée n’est pas encore au cœur du raisonnement pour les céréales à paille. Pourtant la diminution importante des retombées atmosphériques de soufre ces 20 dernières années a étendu les surfaces justifiant un apport. Cet AgroReporter fait le point sur les facteurs à prendre compte pour le raisonnement de la fertilisation soufrée des grandes cultures.

LE SOUFRE DANS LA PLANTE
Quatrième élément le plus limitant en théorie pour les cultures (après l’azote, le potassium et le phosphore), le soufre joue un rôle essentiel dans l’élaboration du rendement (CELLIER et NIKNAHAD-GHARMAKHER, 2017). Il entre dans la composition des acides aminés soufrés (cystine, cystéine, méthionine), de la chlorophylle et de certaines vitamines et molécules impliquées dans la résistance à des pathogènes (ex glucosinolates). Il joue également un rôle dans la formation des nodosités des légumineuses.
Les fonctions du soufre sont très liées à celles de l’azote. Les deux éléments agissent en synergie, un équilibre dans la plante est donc nécessaire. Le soufre ne peut cependant pas se substituer à l’azote.
La plante prélève le soufre dans la solution du sol sous forme d’anion SO42-.
Les besoins des cultures sont très liés à la teneur en protéines :
  • 150 à 200 kg SO3/ha : Espèces riches en protéines et composés soufrés (ex Colza)
  • 50 à 125 kg SO3/ha : Espèces riches en protéines (ex légumineuses)
  • 25-50 kg SO3/ha : Espèces avec peu de protéines soufrées (ex céréales)
Note : la forme oxyde SO3 n’existe pas dans la nature. Comme pour le phosphore (P2O5), le potassium (K2O), le calcium (CaO) et le magnésium (MgO), l’expression sous forme oxyde est conventionnelle et basée sur l’étiquetage réglementaire des matières fertilisantes. Les quantités exportées se raisonnent plutôt en élément S. Le facteur de conversion est le suivant : SO3 = S x 2.5.

Sur céréales, une déficience en soufre peut entrainer des pertes de rendement modérées (2 à 10 Qx/ha si la déficience est temporaire) à sévères (15 à 30 Qx/ha). La carence en soufre (expression visuelle du déficit) se caractérise par des jaunissements des jeunes feuilles (contrairement à la carence en azote qui marque les feuilles plus âgées).





La forte interaction entre azote et soufre implique qu’en cas d’augmentation de la dose d’azote :
- Les besoins en soufre sont accrus
- L’apparition d’une déficience en soufre est favorisée
- La réponse de la culture aux apports de soufre est amplifiée.

Bien que le soufre joue un rôle dans la qualité des récoltes, les apports de soufre justifiés pour le rendement ont peu d’effets directs marqués sur la qualité des blés (Bouthier, 2017). Lorsque l’apport de soufre ne se justifie pas pour pallier une carence, il ne se justifie donc pas pour améliorer la qualité technologique.

LE CYCLE DU SOUFRE
Les principaux réservoirs en soufre sont les océans et la croute terrestre. La couche arable des sols agricoles (0-25 cm) contient entre 650 et 6 500 kg SO3/ha, 60 à 95 % étant sous forme organique (CELLIER et NIKNAHAD-GHARMAKHER, 2017).





Dans le sol, le cycle du soufre est très proche de celui de l’azote. La minéralisation du soufre organique est soumis aux mêmes facteurs (argile, calcaire, pH) et l’ion sulfate est tout aussi lixiviable que l’ion nitrate. Cette lixiviation dépend bien entendu de la pluviométrie hivernale (principalement octobre à mars) mais également de la profondeur de sol.
Les activités humaines (combustion du charbon, pétrole, gaz – industrie et domestique) sont à l’origine des émissions de SO2 vers l’atmosphère qui est un compartiment de transfert. Les retombées atmosphériques contiennent la forme hydrolysée H2SO4, à l’origine des « pluies acides ».
Ces émissions ont été divisées par 20 entre 1980 et 2014, pour atteindre un niveau inférieur à 5 kg SO3/ha.






A la baisse des retombées atmosphériques s’est ajoutée une baisse des apports par les fertilisants (baisse des teneurs en S des engrais) et les produits phytosanitaires, compensée en partie par l’utilisation des matières fertilisantes organiques.



GESTION DE LA FERTILISATION SOUFREE DANS CEREALES
Des éléments cités précédemment ressortent les principaux facteurs favorisant le déficit en soufre :
- Sol : texture argileuse et/ou calcaire, sol superficiel, sol caillouteux
- Pluviométrie élevée
- Absence d’apports organiques
- Absence de colza en précédent (résidus riches en soufre)

Ils sont utilisés dans l’établissement du conseil de dose soufre proposé par Auréa dans FertiWeb et sur les rapports de reliquats azotés sortie hiver, issu des règles de décision d’ARVALIS.







L’utilisation d’indicateurs sol n’apporte pas d’information supplémentaire pour le conseil de dose, mais permet de discriminer les situations vraiment carencées.

DES EVOLUTIONS A VENIR
Des essais récents en limons profonds du Nord de la France montrent que le bilan du soufre devient déficitaire en cas de rendements élevés (Bouthier, 2016). En effet, il faut 0.6 kg de SO3 par quintal de blé, ce qui peut représenter jusqu’à 70 kg SO3/ha pour des rendements de 115 Qx/ha.



Des carences sont également observées sur les légumineuses des systèmes en agriculture biologique en grande culture sans élevage.

La meilleure connaissance de la minéralisation du soufre et des autres postes du cycle devrait permettre d’améliorer l’estimation des risques, en évoluant vers une approche de type bilan d’azote. L’analyse du soufre total dans les produits organiques donne notamment une information facilement accessible sur les apports par ces fertilisants.



Article rédigé par : Matthieu Valé – Responsable du Pôle Technique Agriculture d’Auréa AgroSciences avec l’accord d’Alain Bouthier (Arvalis), que nous remercions pour sa contribution.



Bibliographie  :
- BOUTHIER, 2016 : Fertilisation soufrée des céréales, des situations déficitaires plus nombreuses ; Perspectives Agricoles 430
- BOUTHIER, 2017 : Gestion de la fertilisation soufrée dans les systèmes de grande culture ; Rencontres techniques Auréa Agro Sciences, Châlons-en-Champagne, 19/10/2017
- CELLIER et NIKNAHAD-GHARMAKHER, 2017 : Cycle biogéochimique du soufre, Guide de la fertilisation raisonnée, éditions France Agricole
- NIKNAHAD-GHARMAKHER, 2008 : Minéralisation du soufre associée à la décomposition des matières organiques dans les sols et relations avec les dynamiques du carbone et de l’azote ; Thèse de doctorat, Institut des Sciences et Industries du Vivant et de l'Environnement, Paris.(lien)