Un élève utilise le capteur de canopée actif GreenSeeker pour collecter des données sur la réflectance de la canopée. Les données recueillies permettront de déterminer le statut azoté de la culture. Crédit :Guohui Feng
Trop d'une bonne chose peut être une mauvaise chose. C'est certainement vrai pour les engrais azotés.
Sans assez d'azote, les cultures ne poussent pas bien. Les rendements sont considérablement réduits.
Appliquer trop d'engrais azoté, d'autre part, peut nuire à l'environnement. L'azote peut pénétrer dans le bassin versant, des écosystèmes aquatiques polluants. Les microbes peuvent également convertir l'excès d'azote en oxyde nitreux, un gaz à effet de serre impliqué dans le changement climatique.
« La gestion de l'azote est vitale pour la sécurité alimentaire mondiale, " dit Yuxin Miao, agronome à l'Université du Minnesota. "C'est également crucial pour réduire la pollution et le changement climatique."
Miao et ses collègues ont recherché des moyens de gérer efficacement l'azote dans l'agriculture. Ils ont comparé plusieurs approches. Les chercheurs ont découvert qu'une approche, gestion active de l'azote basée sur les capteurs de la canopée, est le plus efficace.
La gestion de l'azote basée sur des capteurs utilise des capteurs de lumière pour surveiller activement la santé et la vitalité des cultures. Les capteurs mesurent différentes longueurs d'onde de la lumière provenant des feuilles des cultures. Ces mesures servent d'indicateurs de la santé des cultures.
Sur la base de mesures sur le terrain, le logiciel des capteurs peut calculer la quantité d'azote dont les cultures ont besoin. Les agriculteurs peuvent utiliser ces données pour appliquer des quantités optimales d'azote aux cultures.
L'objectif est de « faire correspondre l'offre d'azote à la demande d'azote des cultures, " dit Miao. Cela permet aux cultures d'accéder aux engrais azotés exactement quand elles en ont le plus besoin. qui pourrait augmenter les rendements.
Un étudiant utilise le capteur de canopée actif GreenSeeker dans un champ de blé d'hiver. Les données recueillies permettront de déterminer le statut azoté de la culture. Crédit :Yuxin Miao
Cette approche présente plusieurs avantages par rapport à d'autres stratégies de gestion de l'azote. « Il a réduit l'application globale d'engrais azotés, ", dit Miao. "Cela a également réduit les pertes d'azote dans l'environnement et les émissions d'oxyde nitreux."
Les systèmes basés sur des capteurs de canopée présentent également plusieurs autres avantages. "L'utilisation des capteurs est rapide et non destructive, " dit Miao. " Il n'y a pas de coûts supplémentaires au-delà de l'achat des capteurs. "
Aussi, les derniers modèles de capteurs ne sont pas influencés par la lumière ambiante. Cela signifie que les producteurs peuvent obtenir une mesure précise quelle que soit la météo - pas besoin que les nuages se dissipent.
Il peut également y avoir des avantages monétaires. « Cette technologie permet de réduire l'utilisation d'engrais azotés, ", dit Miao. "Les agriculteurs peuvent réduire les coûts de production et augmenter les rendements économiques."
Pour tester différentes stratégies de gestion de l'azote, Miao et ses collègues ont mené des expériences sur le terrain de 2008 à 2012. Le site d'étude se trouvait dans la province du Hebei, dans le nord de la Chine. Les chercheurs ont testé les différentes stratégies sur un système de rotation blé d'hiver et maïs d'été.
Certaines des autres stratégies de gestion de l'azote testées par Miao ont également réduit l'utilisation d'engrais. Mais ils avaient tous des inconvénients. Par exemple, un système nécessitait de tester le sol pour les niveaux d'azote. "Toutefois, ce système avait du travail, temps, et les limitations de coûts, " dit Miao.
Miao travaille maintenant à apporter des améliorations. Certains des nouveaux systèmes seront plus adaptés aux systèmes de culture à haut rendement. D'autres peuvent être plus efficaces que les appareils portables actuels.
Miao espère que ces systèmes de capteurs auront une portée mondiale. "Cette stratégie de gestion de l'azote fonctionnerait avec les principales cultures dans de nombreux pays."
Mais Miao pense que les agriculteurs ne peuvent pas le faire seuls. Les agriculteurs, des chercheurs, et les prestataires de services devront travailler ensemble. "Cela peut faciliter l'adoption généralisée de ce système, surtout dans les pays en développement, " il dit.
Miao a présenté ces résultats lors de la réunion de novembre 2018 de l'American Society of Agronomy and Crop Science Society of America à Baltimore, MARYLAND.
