mardi 14 février 2017

Organique ou minéral : chercher la différence

Le producteur demande souvent à son conseiller technique quelles sont les différences entre une fertilisation d’origine strictement minérale et une fertilisation organique. Beaucoup de positionnements peuvent être pris pour répondre à cette question. Cet AgroReporter propose un axe d’approche en  comparant la composition foliaire d’arbres conduits sous les deux formes de fertilisation puis en essayant d’expliquer les éventuels écarts.
Ce document fait suite à une présentation réalisée à la SEFRA (Station d’Expérimentation Fruits Rhône-Alpes) à Etoile sur Rhône en septembre 2016.


Méthodologie
L’idée de départ est d’utiliser l’importante base de données du laboratoire AUREA AgroSciences pour travailler sur un nombre suffisant d’échantillons végétaux. L’objectif technique initial est de savoir si les différences entre les deux modes de fertilisation justifieraient des références distinctes pour les analyses de végétaux. Seules les analyses foliaires ont été retenues, les analyses de fruits ou de bois présentant trop de variabilité (du fait de l’effet de la charge notamment). La méthodologie est la suivante :
  • L’ensemble des analyses renseignées des sept dernières années, pour l’arboriculture, ont été récupérées sur les départements de Midi-Pyrénées, Languedoc Roussillon et Rhône-Alpes.
  • Des couples ont été créés en choisissant des échantillons issus de parcelles à fertilisation organique d’un côté et, parallèlement, des échantillons, à fertilisation strictement minérale, de même espèce, arrivés le même jour, les plus proches possibles géographiquement et variétalement.
  • 548 « couples pommiers » et 173 « couples pêchers » ont pu être ainsi constitués (feuilles prélevées respectivement à 105 et 75 jours après floraison), le nombre d’échantillons des autres espèces étant insuffisant pour une approche statistique.

Cette démarche est scientifiquement discutable mais essaye de compenser son manque de précision, par rapport à un essai au champ, en travaillant sur un grand nombre d’individus. 

Résultats 

Le tableau 1 donne les résultats de cette comparaison en teneurs et en variabilité. 

 Tableau 1 : Résultats en mg/g MS (macro-éléments) et mg/kg MS. Coefficient de Variation en %


L
e tableau 2 complète par une approche statistique en visualisant les écarts significatifs entre les deux modes de fertilisation. On s’aperçoit que, malgré les différences entre les deux espèces pommier et pêcher, leur profil est visuellement très voisin.


 Tableau 2 : Ecarts entre les résultats


Commentaires 

a. Concentrations et variabilité des teneurs en Potassium et Bore très voisines.

Cette absence de différence peut surprendre. En fait, ces deux éléments sont ceux dont l’assimilation est la plus liée à la régularité du flux hydrique dans le végétal qui explique plus de 85% de leur présence dans les organes. Ces deux éléments sont donc plus des traceurs de la qualité d’irrigation et du potentiel hydrique du sol que des traceurs de la fertilisation. Même si cela n’apparaît pas, on peut penser, qu’à terme, le potentiel hydrique du sol est supérieur avec des apports organiques, s’ils ne sont pas trop labiles. 


b. Teneurs plus élevées en Cuivre dans les feuilles issues d’une fertilisation organique.
Même s’il faudra le vérifier, ces teneurs très significativement plus élevées en cuivre sont certainement plus liées au mode de production qu’à la pratique organique elle-même. Sans parler, si elles s’y retrouvent, des risques pour la vie organo-biologique du sol et sa mise à disposition minérale. De fortes teneurs en cuivre, si elles rentrent dans les voies nutritionnelles, peuvent insolubiliser le fer et le manganèse et provoquer des phénomènes de type chlorotique.
On peut se demander si cet antagonisme ne participe pas à expliquer les plus faibles teneurs enfer et manganèse du groupe « fertilisation organique » (voir figure 1).


 Figure  1 : Teneurs en fer et manganèse (mg/kg MS)


c. Teneurs plus élevées en Zinc dans les feuilles issues d’une fertilisation minérale.

Les feuilles d’arbres en fertilisation minérale présentent des concentrations environ 25% plus élevées en zinc : apports spécifiques directs ou indirects ou indicateur d’un statut végétatif différent ? Les teneurs en cet élément des feuilles d’arbres conduits en fertilisation organique restent cependant cohérentes par rapport aux références.

d. Teneurs plus élevées en Magnésium et phosphore dans les feuilles issues d’une fertilisation organique.

Les feuilles d’arbres en fertilisation organique présentent des concentrations plus élevées en Magnésium, comme l’illustre la figure 2, et en Phosphore. Ces tendances significatives peuvent être reliées à plusieurs facteurs, éventuellement conjoints :

  • Le magnésium et, surtout, le phosphore sont les deux éléments dont l’assimilation est la plus liée au fonctionnement organo-biologique du sol et aux performances racinaires. On peut penser qu’une fertilisation organique améliore leur « biodisponibilité ». 
  • Beaucoup de produits organiques ou agrées en Agriculture Biologique contiennent du magnésium, de façon significative. A terme, cela peut même devenir pénalisant sur les équilibres cationiques du sol et du fait de l’antagonisme marqué entre le magnésium et le manganèse (voir point b). 
  • Comme le calcium (voir point e), le magnésium s’assimile au fur et à mesure du vieillissement foliaire. 
  • Il existe un fort antagonisme ionique entre l’azote (NO3-) et le phosphore (PO4H2--). Tout excès instantané d’azote dans la solution du sol va limiter les prélèvements du phosphore, surtout en début de végétation (l’inverse n’étant pas vrai). A contrario, une teneur plus soutenue en phosphore dans un végétal est souvent accompagnée, ce qui est le cas ici pour les modalités conduites en fertilisation organique, d’une moindre teneur en azote, par levée de cet antagonisme.    
Figure  2 : Teneurs en Magnésium (g/kg MS)


e. Niveau en azote plus élevé et moindre teneur en calcium dans les feuilles issues d’une fertilisation minérale.Si les moindres teneurs en azote des feuilles issus d’arbres fertilisés organiquement peuvent s’expliquer par des difficultés de gestion de l’azote, il n’y a pas de raison nutritionnelle directe au niveau plus soutenu en calcium. Il faut raisonner ici en équilibre : le rapport N / Ca est un  indicateur fiable d’état physiologique (stade, vigueur, « état physique ») de la feuille quelle que soit l’espèce (voir par exemple la figure 3 avec les 3 phases foliaires : juvénile, adulte puis de sénescence). Le rapport azote / calcium baisse constamment tout au long du développement foliaire avec un plateau correspondant à la feuille adulte et productrice. Ce phénomène concerne aussi, mais à un moindre niveau, l’autre cation bivalent (Mg).                                 

 Figure  3 : Evolution du rapport N / Ca du Prunier d’Ente (source BIP / ESERCA)

Ainsi, les écarts significatifs du rapport azote / calcium entre les 2 groupes (voir figure 4) ne sont pas seulement liés au niveau en azote, mais aussi au rapport de cet élément vis-à-vis du calcium, indiquant des feuilles plus « sénescentes » ou moins juvéniles en fertilisation organique qu’en fertilisation minérale. 

Figure  4 : Rapport Azote / Calcium des 4 modalités 

Conclusion
Cette approche succincte montre que les différences observées sont explicables. La fiabilité de ces données est à moduler par la variabilité des résultats, de façon très supérieure pour les feuilles issues d’arbres conduits en fertilisation organique (voir figure 5 : plus la Coefficient de Variation est élevé, plus la variabilité est forte dans le jeu de données).

Figure  5 : Coefficients de Variation (%)

Cette variabilité est certainement en partie liée à la difficulté de gestion de l’azote organique, mais aussi à des objectifs techniques, qualitatifs et quantitatifs très différents dans le groupe « fertilisation organique », alors que le groupe « minéral» apparaît plus homogène dans ses objectifs et ses moyens. La nature physique de la feuille et son potentiel photosynthétique sont certainement également à prendre en compte (surtout en comparant des cultures en agriculture conventionnelle en en agriculture biologique) ainsi que le matériel végétal utilisé.
Au stade de cette étude, les références apparaissent cependant plus à moduler en fonction des objectifs de production que par rapport aux techniques de fertilisation.



Notre service technique est à votre disposition pour répondre à vos questions, échanger sur ces problématiques ou construire des démarches de travail.

Article coordonné par : Alain Kleiber – Référent nutrition végétale  (AUREA AgroSciences)



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