Ce champ de culture de Pennsylvanie, planté d'un mélange de couvert végétal de ray-grass annuel et de trèfle cramoisi, a été le lieu d'une expérimentation testant le nouveau système de recommandation d'engrais azotés. Crédit :Charlie White/Penn State
Des chercheurs du College of Agricultural Sciences de Penn State ont développé un élément important d'un nouveau système que les producteurs de maïs peuvent utiliser pour ajuster les applications d'engrais azotés en fonction de mesures spécifiques au site des cultures de couverture et de la matière organique du sol.
Le développement est notable car si l'utilisation généralisée des cultures de couverture dans les rotations avec le maïs au cours de la dernière décennie a entraîné une réduction de la pollution par les nutriments et de la sédimentation, l'introduction de cultures de couverture a brouillé la prise de décision des producteurs concernant la quantité d'engrais azoté à appliquer pour répondre à leurs besoins en cultures de rente.
"Autour du monde, nous avons beaucoup de pollution azotée provenant de l'agriculture provenant des engrais ou de l'utilisation du fumier, " a déclaré le chercheur Charlie White, professeur adjoint et spécialiste de la vulgarisation en fertilité des sols et gestion des éléments nutritifs. "Et ce n'est pas seulement une question de mauvaise gestion des agriculteurs. Cela est en grande partie dû au manque d'outils à la disposition des agriculteurs pour prédire avec précision la quantité correcte d'azote nécessaire pour les cultures au cours d'une année donnée."
Le facteur de complication, Blanc ajouté, est-ce qu'en moyenne, la moitié de l'azote absorbé par la culture du maïs provient de la minéralisation de l'azote dans la matière organique du sol. Les choses se compliquent encore pour les agriculteurs qui utilisent des cultures de couverture, car la quantité d'azote minéralisé à partir des cultures de couverture dépend de l'espèce et de la manière dont elle est gérée. Parfois, les cultures de couverture bloquent même l'azote et peuvent obliger les agriculteurs à augmenter les engrais pour la culture de maïs suivante.
Zack Sanders, technicien de recherche et doctorant, recueille un échantillon de sol dans un champ de culture de couverture qui sera utilisé pour aider à élaborer une recommandation d'engrais azoté pour la culture de maïs suivante. Crédit :Charlie White/Penn State
Jusqu'à maintenant, il a été extrêmement difficile de prédire combien de minéralisation se produira à partir de ces sources, il expliqua, et ensuite tenir compte de cette minéralisation dans la décision d'un agriculteur sur la quantité d'engrais à appliquer.
"Le système de recommandation d'azote que nous avons utilisé dans le passé est grossier, " White a déclaré. "C'est un problème que les agronomes, les écologistes et les agriculteurs sont au courant depuis des décennies. Nous pensons avoir fait un pas important vers la résolution du problème avec un nouvel outil d'aide à la décision qui crédite la minéralisation de l'azote des cultures de couverture et de la matière organique du sol. »
Le système, qui comprend un prototype d'interface en ligne que les agriculteurs et les agronomes peuvent tester sur ce site Web, intègre des modèles biogéochimiques qui prédisent la contribution de la minéralisation de l'azote au soutien du rendement du maïs. Les modèles sont conçus spécifiquement pour utiliser des mesures de sol et de couvert végétal facilement accessibles aux agriculteurs et aux agronomes, y compris la concentration en matière organique du sol, la texture du sol et la teneur en azote de la biomasse des cultures de couverture.
Les chercheurs ont calibré les modèles pour prédire le rendement du maïs non fertilisé à l'aide d'un ensemble de données de 73 observations compilées à partir de neuf expériences menées sur différents sites en Pennsylvanie. La recherche comprenait une série d'expériences de cultures de couverture menées dans le centre et le sud-est de la Pennsylvanie de 2011 à 2014 dans des fermes commerciales et dans une station de recherche de l'État de Penn State.
Des agriculteurs collaborateurs appliquant des engrais azotés au maïs dans le cadre d'une expérience testant le nouveau système de recommandation d'engrais en cours d'élaboration à Penn State. Crédit :Zack Sanders/Penn State
Les scientifiques ont échantillonné la biomasse des cultures de couverture à l'automne au pic de croissance et au printemps juste avant la fin en coupant la biomasse aérienne dans chaque parcelle. Ils ont séché, biomasse pesée et couvre-sol et concentrations d'azote mesurées. Six à huit carottes de sol ont été prélevées dans chaque parcelle et la teneur en azote a été testée.
Les traitements des cultures de couverture ont été plantés à la fin de l'été et se sont terminés le printemps suivant, et le maïs a été semé dans chaque champ comme culture de rente d'été. Les rendements en grains de maïs dans les parcelles divisées non fertilisées ont ensuite été mesurés à l'automne. Les rendements de maïs des traitements des cultures de couverture ont été utilisés pour calibrer le modèle afin de prédire l'apport d'azote à partir des résidus des cultures de couverture. Les résultats de la recherche ont été publiés récemment dans le Revue Agronomique .
« Une grande partie des pertes d'azote que nous constatons dans nos systèmes agricoles se produisent parce que nous ne savons pas quelle quantité d'engrais appliquer au début de la saison, " Blanc dit. " Alors, ce travail comble un vide majeur dans la science végétale, la science du sol et l'agronomie pour mieux prédire l'azote qui sera fourni par les sols et les résidus de cultures de couverture. Cela nous donne une meilleure idée de la quantité d'engrais dont nous avons réellement besoin. »
