Apport nutritionnel des amendements de sol biologiques : incidences sur la régie de la fertilité

Dr Andrew M. Hammermeister, Ekaterina A. Jeliazkova, Dr Phil Warman, Dr Derek Lynch et Dr Ralph C. Martin

En production biologique, l'utilisation des engrais chimiques et pesticides est interdite. Par conséquent, les stratégies de rotation et de diversification des cultures représentent les principales méthodes pour entretenir la fertilité du sol et lutter contre les mauvaises herbes, les insectes et les maladies. Cependant, des amendements de sol sont également fréquemment employés pour assurer de répondre aux besoins nutritionnels des cultures, et les producteurs biologiques doivent relever plusieurs défis en modifiant le niveau de fertilité du sol grâce à l’utilisation d’amendements de sol. Les déjections animales (par exemple, fumier et compost), les sous-produits de transformation des animaux (par exemple, farines de plumes, de sang et de crabe) et les matières végétales (par exemple, farine d’algues et de luzerne) constituent des amendements biologiques couramment utilisés. Le potentiel d’apport d’éléments nutritifs de plusieurs de ces produits peut être tout à fait variable et est mal compris. En outre, de nombreux fertilisants, en particulier ceux qui fournissent de l’azote, sont sous une forme organique. Ainsi, la disponibilité des nutriments pour la récolte dépend du taux de minéralisation de l'amendement de sol. Par conséquent, il est nécessaire d’effectuer davantage de recherche afin de déterminer avec précision quelle est la capacité de ces amendements de sol à fournir des nutriments à la culture pendant toute la saison de croissance.

L'azote présent dans beaucoup d'amendements (et dans la matière organique du sol) est libéré lentement alors que l'azote organique, qui n'est pas assimilable par les plantes, est converti en azote minéral assimilable. La durée de ce processus et la quantité d’éléments nutritifs libérés varient selon les types d’amendements. Cependant, les analyses courantes de fertilité du sol tiennent généralement compte uniquement des nutriments présents sous forme minérale. Dans les Maritimes, les analyses courantes de fertilité du sol ne sont pas employées pour l'azote parce qu'elles ne se sont pas avérées un bon moyen de prédire ce que les plantes utiliseront en un temps donné. Des analyses de fertilité fiables sont nécessaires afin de pouvoir mesurer l'azote présent dans le sol et dans les amendements biologiques et fournir des recommandations utiles aux agriculteurs biologiques et conventionnels.

Le recours à une membrane chargée positivement ou négativement constitue une méthode différente de mesurer les nutriments présents dans le sol. La charge, produite par une résine sur la membrane, attire les éléments nutritifs présents dans le sol qui ont la charge opposée. Par exemple, quand une membrane chargée positivement (+) est insérée dans le sol, elle peut attirer le nitrate (NO3 -) parce que la charge du nitrate est négative. Les membranes peuvent rester dans le sol pour une période pouvant atteindre deux semaines à la fois, permettant de mesurer l'apport nutritionnel du sol pendant une certaine période. Cependant, on a effectué jusqu’à maintenant très peu de recherche en utilisant des résines d'échange ionique pour examiner l'apport nutritif des amendements biologiques ou la fertilité des sols sous régie biologique.

Des expériences actuellement en cours au Centre d'agriculture biologique du Canada ont pour but d'évaluer :

• la quantité et la synchronisation de l’apport nutritionnel de divers amendements biologiques,
  l'influence de divers amendements biologiques sur le rendement, la qualité et la consommation totale d’éléments nutritifs des récoltes,
• et l'utilité de la technologie des membranes d'échange ionique pour évaluer la fertilité du sol.
• De la laitue Grand Rapids et du dactyle aggloméré Nordic ont été cultivés en pots dans une chambre de culture.

Les pots ont reçu six traitements différents :

• compost de fumier de volaille (source commerciale)
• vermicompost (source commerciale)
• farine de plume
• farine de luzerne
• engrais minéral (dont NPK et oligoéléments)
• aucun amendement

On a choisi ces amendements de sol sur la base de leur capacité à fournir de l'azote, de leur disponibilité comme amendement de sol et de l'usage qu’en fait l’industrie comme amendement. Des amendements biologiques ont été appliqués à des taux de 0, 200, 400 ou 800 kg/ha d'azote total, et de l'engrais minéral a été appliqué à des taux équivalents de 0, 50, 100 ou 200 kg/ha d'azote minéral. Dans les pots, l’humidité du sol à été maintenue à 75 % de la capacité au champ.

En plus des pots contenant la laitue ou le dactyle, on a utilisé des pots contenant seulement des sondes Plant Root Simulator (PRS™) pour fournir une mesure de la disponibilité biologique des éléments nutritifs selon les différents traitements. On a inséré les sondes PRS™ au début de l'expérience. On les a ensuite retirées et remplacées exactement au même endroit 4 jours plus tard, puis à intervalles de deux semaines pour 6 lectures supplémentaires. Les sondes PRS™ sont fournies sous forme de paires de sondes cationiques et anioniques pouvant capturer une gamme étendue d'ions d’éléments nutritifs, et chacun des pots était muni d’une paire de sondes au moment de faire les lectures.

On a récolté les plants pour en déterminer le rendement, la biomasse totale des racines et la consommation totale des éléments nutritifs, pour les racines et les pousses. Les éléments de fertilité mesurés incluent les niveaux d’ammonium (NH4+), de nitrate (NO3 -), de phosphore, de potassium, de soufre, de calcium, de magnésium, d'aluminium, de fer, de manganèse, de cuivre, de zinc, de bore et de plomb dans le sol. Les mesures du taux d'apport d’éléments nutritifs des divers amendements ne sont pas encore complétées, mais les résultats de l’évaluation du rendement et de la biomasse ont démontré que :

• La performance des plantes ayant reçu du vermicompost a, au début, surpassé celle des plantes soumises à tous les autres traitements à tous les taux d'application. Cela est partiellement dû au fait que certains des autres amendements inhibent l'établissement des cultures, particulièrement lorsque les taux d‘application sont élevés. Cette inhibition peut être causée par un effet de salinité, la toxicité de l'ammoniaque ou encore l'immobilisation de l'azote ou des acides organiques libérés pendant la décomposition de l'amendement. Les raisons qui expliquent que certains amendements ont un effet inhibiteur seront étudiées plus loin, mais dans la plupart des cas, cela peut probablement être évité par une planification soigneuse des taux d'application.
• Au cours des stades ultérieurs de la croissance des végétaux, les résultats du traitement au vermicompost ont ralenti et les plantes qui ont survécu dans les sols ayant reçu du compost de fumier de volailles ont commencé à dépasser celles fertilisées au vermicompost.
• Les plantes ayant été fertilisées au vermicompost et au compost de fumier de volaille ont donné des résultats supérieurs aux plantes témoins non fertilisées et sont au moins comparables aux témoins ayant reçu une fertilisation chimique.

La recherche fournira aux étudiants une formation valable en techniques d’évaluation de la fertilité du sol et de la nutrition des plantes. En outre, on peut espérer qu’une diffusion efficace des résultats aidera les agriculteurs et les chercheurs dans leurs efforts visant à améliorer les stratégies de régie biologique de la fertilité. L'expérience sera complétée vers le 30 septembre 2003, et les résultats seront affichés sur le site Web du CABC à mesure qu’ils deviendront disponibles.

Chercheurs :

Dr Andrew M. Hammermeister¹, Ekaterina A. Jeliazkova¹, Dr Phil Warman², Dr Derek Lynch1 et Dr Ralph C. Martin¹;
1- Centre d'agriculture biologique du Canada
2- Département des sciences de l'environnement, CANE
C.P. 550
Truro (N.-É.) B2N 5E3
Site Web : www.nsac.ca
Personne à contacter : Andy Hammermeister, courriel : ahammermeister@nsac.ca
Tél. : 902-893-8037

Sources de financement :

Programme d'innovation technologique 2000

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