La gestion de l’azote dans les systèmes de culture de couverture

Anne Verhallen, spécialiste de la gestion des sols, horticulture; John Lauzon, PhD, Université de Guelph
(adaptation d’un exposé présenté à l’atelier Making Sen$e with Cover Crops, 28 février 2013)

On peut opter pour les cultures de couverture pour de nombreuses raisons : réduction de l’érosion, apport de matière organique au sol, amélioration de la structure du sol, répression des nématodes, répression des mauvaises herbes, fixation d’azote résiduel, apport d’azote à la culture de l’année suivante, etc. Cependant ce ne sont pas toutes les cultures de couverture qui peuvent présenter tous ces avantages. La gestion de l’azote, par exemple, peut varier énormément selon le choix de la culture de couverture.


Fixation de l’azote
Toutes les espèces de cultures de couverture peuvent fixer l’azote résiduel biodisponible, dans la mesure où celle que l’on choisit a de bonnes chances de bien s’établir et pousse bien. Les légumineuses forment une symbiose avec des bactéries fixatrices d’azote (dans leurs nodules), mais s’il y a de l’azote disponible dans le sol, elles peuvent également l’absorber. Par conséquent, le facteur qui a le plus d’effet sur la fixation d’azote du sol est la quantité totale de biomasse de culture de couverture qui est produite.
Exigences des cultures de couverture en azote
Toutes les plantes ont besoin d’azote pour croître, y compris les cultures de couverture. Les légumineuses peuvent absorber l’azote du sol, mais elles peuvent aussi fixer l’azote atmosphérique grâce aux bactéries qui se trouvent dans les nodules de leurs racines. Tant que rien n’empêche la formation et le fonctionnement de leurs nodules, il est peu probable que leur croissance soit limitée par un manque d’azote. Les cultures de couverture autres que les légumineuses (p. ex. graminées, genre Brassica) ne forment pas de symbiose de ce type, et leur croissance est donc limitée lorsque le sol a une faible teneur en azote. Si vous cherchez avant tout à fixer l’azote, cela ne pose aucun problème; si la croissance est limitée par le manque d’azote, il se peut que vous ayez atteint cet objectif. Si la croissance est luxuriante, cela peut être le signe que votre culture principale disposait de quantités d’azote dépassant ses besoins, et vous pourrez peut être économiser sur l’achat d’engrais azotés sans nuire au rendement. Cependant si le sol a une faible teneur en azote résiduel biodisponible, la production de biomasse pourra être décevante, en particulier là où l’on souhaite récolter la culture de couverture comme fourrage. Dans ce cas, l’ajout d’azote peut présenter un avantage économique.
Apport en azote produit par les cultures de couverture
La quantité d’azote qui ira à la production de l’année suivante peut être très variable selon le type de culture de couverture employé et sa gestion. Les principaux facteurs qui déterminent si l’azote sera rendu disponible à la culture suivante est le rapport carbone/azote de la culture de couverture et la vitesse de décomposition de celle ci. Si ce rapport est peu élevé (inférieur à 25/1), l’azote biodisponible est libéré pendant les premiers stades de la décomposition; en effet, les organismes du sol qui consomment la matière organique disposent de quantités d’azote qui dépassent leurs besoins (croissance et reproduction), et ils excrètent donc le surplus sous forme d’azote biodisponible. La Figure 1 illustre l’évolution typique du nombre d’organismes du sol et de la quantité d’azote biodisponible après l’ajout de matière organique ayant un faible rapport carbone/azote.

Figure 1. Évolution typique du nombre d'organismes du sol et de la quantité d'azote biodisponible après l'ajout de matière organique ayant un rapport carbone/azote faible

Figure 1. Évolution typique du nombre d’organismes du sol et de la quantité d’azote biodisponible après l’ajout de matière organique ayant un rapport carbone/azote faible

Si les paramètres du sol permettent la décomposition, lorsqu’on y ajoute des matières nutritives (carbone organique), le nombre d’organismes présents augmente. À terme, la teneur en azote biodisponible augmente également. Le délai de la libération d’azote dépend de la digestibilité de la culture de couverture et de facteurs propres au sol (température, degré d’humidité, pH, etc.) qui peuvent se répercuter sur l’activité des organismes présents. Il est donc crucial de calculer la date de la destruction de la culture de couverture pour que l’azote soit libéré au moment où la culture principale en aura besoin.
Si la matière en décomposition a un rapport carbone/azote élevé (supérieur à 25/1), elle ne répond pas aux besoins en azote des organismes du sol qui la consomment. Ceux ci peuvent alors puiser dans l’azote biodisponible pour combler ce déficit pendant les premiers stades de la décomposition. La Figure 2 illustre l’évolution typique du nombre d’organismes du sol et de la quantité d’azote biodisponible après l’ajout de matière organique ayant un rapport carbone/azote élevé. Dans ce cas, la teneur en azote biodisponible diminue pendant les premiers stades de la décomposition. Cependant, sous l’effet de la respiration continuelle des organismes du sol, le carbone finit par sortir du système sous forme de dioxyde de carbone; les organismes du sol ont alors un surplus d’azote qu’ils libèrent de nouveau dans le sol. Néanmoins, le taux de libération de l’azote est généralement faible. Par conséquent, comme dans le cas des matières organiques ayant un faible rapport carbone/azote, il est crucial de faire correspondre le moment de la libération de l’azote avec les besoins de la culture principale.

Figure 2. Évolution typique du nombre d'organismes du sol et de la quantité d'azote biodisponible après l'ajout de matière organique ayant un rapport carbone/azote élevé

Figure 2. Évolution typique du nombre d’organismes du sol et de la quantité d’azote biodisponible après l’ajout de matière organique ayant un rapport carbone/azote élevé

Les cultures de couverture constituées de légumineuses comme le trèfle rouge qui sont détruites en automne ou au début du printemps ont généralement un rapport carbone/azote faible; le crédit d’azote ainsi créé dépend principalement de la quantité de biomasse formée par la culture de couverture. Certaines cultures de couverture comme le radis à graine oléagineuse sont détruites par les fortes gelées. Bien que le rapport carbone/azote soit généralement assez faible pour permettre la libération d’azote pendant les premiers stades de la décomposition, son taux de libération est trop rapide, et tout l’azote libéré est généralement perdu avant la période de croissance de la culture suivante, de sorte que le crédit d’azote est nul. Le rapport carbone/azote d’autres types de cultures de couverture comme les vieux peuplements de ray grass peut être tel qu’il produit une diminution de la quantité d’azote biodisponible pendant les premiers stade de croissance. Si on détruit ces cultures de couverture trop près de la date de la mise en terre de la culture principale, les besoins en engrais azotés peuvent être accrus. Cependant si on les détruit plus tôt, par exemple à la fin de l’automne, elles n’ont généralement aucun effet sur les besoins en engrais azotés.
Pour plus d’information sur les diverses espèces de cultures de couverture, voir le site Web du ministère de l’Agriculture et de l’Alimentation sur les cultures de couverture (http://www.omafra.gov.on.ca/french/crops/facts/cover_crops01/covercrops.htm) et le site Web du Midwest Cover Crop Council (http://www.mccc.msu.edu/CCinfo/cropbycrop.html) (en anglais seulement).

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