Comprendre l’azote dans le sol

Analyse de la teneur du sol en azote des nitrates

Toute analyse du sol mesurant la teneur en azote ne peut fournir qu'un " instantané figé dans le temps

• Les teneurs en azote changent constamment à cause de nombreux facteurs, dont :
• la température du sol (à cause de l'activité microbienne);
• la teneur en humidité du sol;
• l'apport d'azote et le moment de son application la saison précédente (ce qui reste après la culture de la saison dernière, moins les pertes dans l'atmosphère ou à cause du lessivage) et la saison en cours;
• la culture de couverture (qui prélève l'azote en automne, la libère au printemps en se décomposant);
• la culture précédente ou la culture de couverture (légumineuses ou autres);
• les teneurs en matières organiques;
• les propriétés du sol.

Pour plus de détails sur les analyses de sol et les teneurs du sol en azote des nitrates, et leurs limites, voir la publication 811F du MAAARO, Guide agronomiques des grandes cultures. En Ontario les recommandations basées sur les teneurs du sol en azote des nitrates n'ont été élaborées que pour le maïs. On ne sait pas encore vraiment comment interpréter ces teneurs en rapport avec les besoins en engrais des autres cultures. Le producteur peut cependant, s'il vérifie les teneurs en nitrates à différents moments pendant la saison et s'il connaît mieux la dynamique de l'azote dans son champ (voir les encadrés pour quelques suggestions), prendre de meilleures décisions quant à l'apport d'azote pour ses cultures.

Avec un échantillonnage à une profondeur de 30,5 cm (12 po), on peut convertir les nitrates (en ppm) du sol en kilogrammes d'azote des nitrates par hectare en multipliant par 4. Il ne faut pas croire que l'on puisse soustraire simplement cette quantité des applications d'engrais prévues! Les recommandations du MAAARO pour l'azote tiennent compte de cet azote dans le sol, car les recherches sur lesquelles elles sont basées ont été menées dans la province. Rappelons que ces résultats n'indiquent que ce qui est présent le jour de l'échantillonnage.

Voici une méthode simple pour le producteur qui veut en savoir plus sur l'azote dans ses champs. Avant d'épandre l'azote à la volée, le producteur met en place dans son champ une feuille de plastique ou une bâche. Elle doit être assez grande pour que l'on ne répande pas l'engrais sur toute la zone quand on l'enlève. Épandre l'engrais, baliser avec des piquets et retirer la bâche. Quand on épand l'azote en bandes latérales, relever et passer outre la zone entourée des piquets. Comparer ensuite le rendement de la culture avec celle de la zone sans apport d'azote. Prélever des échantillons à 30,5 cm (12 po) pour la teneur en nitrates du sol au centre de la zone sans apport d'azote et dans la zone adjacente fertilisée. Avec le temps le producteur saura mieux comment l'azote est libéré dans son champ et il pourra tenir compte de cette contribution.

Dynamique de l'azote dans le sol

Dans le sol, la plus grande partie de l'azote (outre celle provenant de l'engrais) est présente dans la matière organique. Cet azote devient disponible pour les végétaux par le processus de la minéralisation, par lequel la décomposition microbienne des matières organiques libère l'azote sous forme minérale. À l'origine, l'azote libéré est sous la forme d'ammonium, rapidement converti en nitrates par les bactéries du sol. C'est la nitrification. Comme les microorganismes du sol sont responsables de ces processus, ces derniers prennent place quand les sols sont assez réchauffés pour qu'il y ait activité microbienne.

En même temps, l'azote est prélevé à nouveau par les microorganismes du sol (immobilisation) et des pertes peuvent se produire dans l'atmosphère (dénitrification) ou par lessivage.

S'il y a une culture de couverture, elle libère aussi de l'azote en se décomposant.

Comment se produit une perte d'azote

La quantité d'azote perdu après des pluies torrentielles dépend de la quantité qui était sous forme de nitrates. L'ammonium est lié dans les échanges cationiques et n'est pas perdu. La conversion de l'ammonium en nitrates (un processus microbien) est interrompue quand le sol est saturé. Cependant on peut perdre des nitrates par lessivage ou dénitrification.

Le lessivage est le mouvement descendant des ions de nitrate. Le nitrate est un anion soluble qui n'est pas retenu dans le sol. À mesure qu'une plus grande quantité de pluie pénètre dans le sol, elle déplace vers le bas l'eau qui y est déjà, apportant avec elle tous les ions associés, comme ceux des nitrates. Jusqu'où les nitrates peuvent-ils être lessivés? La pluie a-t-elle vraiment été déplacée dans le sol, ou a-t-elle ruisselée? Il y aura peut-être lessivage minimal si la pluie est tombée de façon torrentielle, et que le ruissellement est important (surtout si le sol était déjà presque saturé).

Aussi, des travaux effectués dans la " Corn Belt " indiquent que sur des loams limoneux ou des loams limono-argileux, 2,5 cm (1 po) d'eau pénétrant dans le sol (notons qu'il n'est pas question de 2,5 cm de pluie puisqu'une partie de cette eau va ruisseler, surtout si le sol est déjà gorgé d'eau) déplacent les nitrates d'environ 15,2 cm (6 po), à cause de la grande capacité de ces types de sol à retenir l'eau. Cependant, sur un sol sablonneux 2,5 cm (1 po) d'eau peuvent se déplacer de 30,5 cm (1 pi) en profondeur. Les cultures aux racines plus profondes comme les tomates et le maïs peuvent soutirer ces nitrates quand les conditions de croissance sont bonnes.

La dénitrification est plus préoccupante, quand le sol du champ est gorgé d'eau pendant une période assez longue et qu'il ne s'assèche que lentement. C'est le processus microbien par lequel les bactéries du sol (anaérobies facultatifs) utilisent les nitrates comme source d'oxygène quand le sol est saturé et que les teneurs en oxygène sont faibles. Quand l'oxygène est soutiré des nitrates du sol, il y a production d'azote gazeux ou d'oxyde de diazote, ou des deux, et ils sont libérés dans l'atmosphère. La vitesse de la dénitrification dépend de la température, du pH du sol, des sources d'énergie (carbone, etc.). Des recherches ont été effectués pour quantifier la quantité de dénitrification pouvant se produire, cependant ce travail a d'abord été exécuté dans la " Corn Belt " aussi ces indications sont-elles très sommaires. Notons que l'on se réfère ici à des sols composés de loams limoneux et de loams argileux qui sont gorgés d'eau.

Si la dénitrification est préoccupante, il faut tenir compte de l'état de la culture, de la topographie du champ, de la quantité et du type d'engrais appliqué, en plus du degré de pluviosité avant de décider d'ajouter plus d'azote. De par leur nature, les inondations ou les accumulations d'eau varient selon les caractéristiques de l'espace. Il y a environ 10 ans on a effectué en Ontario des échantillonnages pour repérer les pertes d'azote dues à des pluies torrentielles et à des accumulations d'eau à la fin juin. L'analyse du sol et les teneurs en nitrates ont indiqué peu d'incidence ou de pertes d'azote dans les zones étudiées. Les zones d'accumulations d'eau ont eu tendance à démontrer des teneurs plus élevées en matières organiques après des années d'érosion et les mêmes zones libéraient plus d'azote. Dans ce cas la solution fut d'extraire l'excès d'eau et de redonner de l'oxygène au sol pour réduire les dégâts aux racines.

Souvent, les pertes d'azote ne sont pas si élevées à la suite de pluies torrentielles. Quand on décide d'ajouter de l'azote, il faut d'abord disposer de toutes les données possibles. Tenir compte de l'état de la culture. Les plants qui sont pour un moment dans des sols saturés peuvent perdre une partie de leur potentiel de rendement et ne prélèvent pas autant d'azote qu'une culture saine. Considérer aussi la quantité de pluie et son intensité. La pluie a-t-elle ruisselée ou a-t-elle été absorbée par le sol?

Quand le producteur croit qu'il y a eu perte d'azote après l'épandage, s'il en rajoute il peut laisser quelques bandes sans apport supplémentaire. C'est en expérimentant que l'on est en mesure de prendre de meilleures décisions la fois suivante.