Échantillonnage et analyse des sols à des fins de gestion des éléments nutritifs

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Les analyses de sol jouent un rôle important dans la production agricole ainsi que dans la gestion des éléments nutritifs. Si vous utilisez des engrais commerciaux comme source principale d’éléments nutritifs, les analyses de sol constituent le meilleur moyen de bien planifier vos applications. Dans le cas des fermes d’élevage, il est particulièrement important de connaître la teneur initiale du sol en éléments nutritifs. Ce sont ces renseignements qui vous permettent de dresser un plan de gestion des éléments nutritifs efficacepour gérer non seulement les éléments nutritifs produits par la ferme, mais aussi ceux qu’elle reçoit, par exemple sous forme de biosolides et d’engrais commerciaux.

Les analyses de sol se font en trois étapes :

1. Prélever un échantillon représentatif dans chaque champ ou parcelle.
2. Analyser l’échantillon afin de mesurer les quantités d’éléments nutritifs disponibles.
3. Utiliser les résultats pour établir les doses optimales d’engrais.

La tenue de registres est également un aspect important du processus d’analyse de sol. Au fil du temps, vos registres vous permettront de vérifier si la teneur du sol en certains éléments augmente, diminue ou demeure stable.

Échantillonnage du sol

L’échantillonnage du sol est une étape importante de la gestion des cultures et des éléments nutritifs. Un échantillon de laboratoire typique pèse environ 400 grammes (1 lb), mais il doit être représentatif de jusqu’à 20 000 tonnes de sol — la quantité de sol contenue dans les 15 centimètres supérieurs d’une zone d’échantillonnage de 10 hectares (25 acres). Voilà pourquoi un échantillonnage minutieux est nécessaire.

Zone d’échantillonnage

La zone que vous choisissez d’échantillonner peut influer grandement sur l’exactitude de votre analyse de sol. Pour les champs de petite superficie, vous pouvez prélever un échantillon par champ. Pour les champs de plus grande superficie, vous devriez diviser la zone en plus petites zones d’échantillonnage uniformes. Évitez de combiner les sols de zones qui sont de toute évidence différentes.

La fertilité du sol peut varier en fonction :

• de la composition de la roche-mère
• de la texture du sol
• des éléments nutritifs prélevés par la culture
• de la topographie
• des applications antérieures d’engrais ou de fumier (cause de la plupart des différences de variabilité)

Si la variabilité est faible, vous pouvez inclure plusieurs carottes de terre dans chaque échantillon. Si la variabilité est élevée, assurez-vous d’échantillonner chaque zone séparément. Si vous connaissez les limites précédentes des champs, servez-vous-en pour diviser les grands champs en plus petites parcelles. Si vous ne connaissez pas ces limites, vous pouvez subdiviser ou diviser les champs en fonction du type de sol ou de la topographie. Aucun échantillon global ne devrait représenter plus de 10 hectares (25 acres).

Il n’existe pas de superficie minimale pouvant être représentée par un échantillon. Il est permis, mais non obligatoire pour la gestion des éléments nutritifs, d’utiliser l’échantillonnage de précision, l’échantillonnage adapté au site ou à l’échantillonnage en grille.

Les échantillons provenant de parcelles dont la composition diffère du reste du champ ne doivent pas être inclus dans l’échantillon composite. Vous devez donc éviter de les prélever dans des dérayures, des zones érodées, des allées ou là où se trouvaient d’anciens tas de fumier ou de chaux. Si ces zones sont suffisamment étendues, il est recommandé d’y prélever des échantillons et de les faire analyser séparément.

Profondeur d’échantillonnage

Pour les analyses de gestion des éléments nutritifs, les échantillons sont normalement prélevés à une profondeur d’environ 15 cm (6 po). La majorité des racines se développent, et le travail du sol assure le mélange des éléments nutritifs, jusqu’à cette profondeur. Les couches inférieures du sol contiennent habituellement beaucoup moins d’éléments nutritifs. Un échantillonnage plus profond risquerait de ne pas être représentatif du champ. Si vous souhaitez connaître la quantité de nitrates dans le sol, prélevez vos échantillons à une profondeur de 30 cm (1 pi). Cela fournit une indication plus précise des nitrates disponibles.

La profondeur du prélèvement demeure la même dans le cas des systèmes de semis direct, bien que les éléments nutritifs ne soient plus incorporés mécaniquement au sol. Dans le cas des mesures de pH, prélevez un échantillon près de la surface (5 cm ou 2 po) pour évaluer l’acidification de la couche superficielle du sol lorsque de l’azote est appliqué en surface. N’utilisez pas ces échantillons pour les analyses d’éléments nutritifs, car ils surestimeront la disponibilité des éléments nutritifs du sol.

Prélèvement des échantillons

Pour qu’un échantillon de sol soit représentatif, il doit contenir suffisamment de carottes de terre prélevées au hasard un peu partout dans toute la zone échantillonnée. Un nombre insuffisant de carottes augmente le risque qu’un sous-échantillon non représentatif fausse l’ensemble des résultats pour tout le champ. Un échantillonnage non aléatoire augmente les risques que les résultats soient biaisés. Le meilleur moyen de prélever un échantillon aléatoire (au hasard) est de parcourir le champ en zigzag. Prélevez au moins 20 carottes pour obtenir un échantillon composite et une carotte additionnelle par 0,4 hectare (1 acre) pour les champs d’une superficie de plus de 8 hectares (20 acres).

L’une des étapes les plus souvent négligées de l’échantillonnage est le mélange rigoureux de la terre avant le prélèvement des sous-échantillons. Les carottes de sol échantillonnées doivent être mélangées dans un seau jusqu’à ce qu’on ne puisse plus distinguer les carottes. Les carottes d’argile lourde doivent parfois être asséchées avant de pouvoir être mélangées correctement pour produire un sous-échantillon acceptable. Le sous-échantillon ne doit pas peser plus de 400 g, soit l’équivalent d’environ une tasse de terre. Gardez les échantillons à température ambiante avant de les envoyer au laboratoire. Les échantillons analysés pour leur teneur en azote de nitrates doivent être manipulés avec plus de soin.

Prélèvement de sol pour analyser la teneur en azote de nitrates

L’échantillonnage de sol pour la teneur en azote de nitrates est souvent effectué avant l’épandage en bandes latérales (stade V3-V4 pour le maïs) et aide à déterminer si un engrais azoté supplémentaire est nécessaire. Ces échantillons doivent être prélevés un peu plus en profondeur, soit dans les 30 cm (12 po) de surface, car les nitrates se déplacent facilement avec l’eau du sol et peuvent être présents plus creux dans le profil du sol. Pour des résultats d’analyse d’azote de nitrates plus précis, réfrigérez immédiatement les échantillons (4 °C ou 49 °F) et livrez-les au laboratoire en moins d’une journée aux fins d’analyse. Si ce n’est pas possible, séchez-les à l’air libre pendant un ou deux jours à température ambiante avant de les envoyer au laboratoire. Ne les congelez pas, car cela pourrait fausser les résultats.

Matériel d’échantillonnage

On peut prélever les échantillons du sol à l’aide d’une pelle ou d’une bêche, mais il est plus efficace d’utiliser une sonde d’échantillonnage ou une tarière. Ces outils doivent être en acier inoxydable, surtout si les échantillons sont analysés pour leur teneur en oligo-éléments. Bon nombre de fournisseurs de matériel agricole prêteront des sondes d’échantillonnage.

Mettez les carottes de sol dans un seau de plastique propre. Les seaux de métal galvanisé contaminent les échantillons avec le zinc qu’ils contiennent, rendant les résultats d’analyse des oligo-éléments inutilisables. Éviter d’utiliser des seaux qui contenaient des nettoyants ou des détergents, car les phosphates peuvent contaminer les échantillons.

Une truelle solide en acier inoxydable ou en aluminium permet de bien mélanger les carottes avant de prélever le sous-échantillon. Un tournevis est utile pour déloger les mottes de terre qui pourraient rester coincées dans la sonde d’échantillonnage.

Fréquence de l’échantillonnage

La fréquence d’échantillonnage doit être suffisante pour permettre de déceler les changements dans le sol avant qu’ils n’influent sur les rendements des cultures ou les besoins en engrais. Pour la plupart des exploitations agricoles, un échantillonnage tous les trois ans est suffisant. Cela correspond souvent à la période où la culture revient dans la rotation.

Des changements rapides dans la composition du sol peuvent se produire lorsque ce dernier présente une faible capacité de rétention des éléments nutritifs ou lorsqu’on sème des cultures qui prélèvent de grandes quantités d’un élément en particulier. Il est nécessaire d’échantillonner le sol plus souvent dans le cas des sols à texture grossière ou lorsque les cultures prélèvent d’importantes quantités de potassium (p. ex. la luzerne, le maïs d’ensilage ou les tomates de transformation).

Fréquence de l’échantillonnage selon le Règlement de l’Ontario 267/03

Selon le Règlement de l’Ontario 267/03, un échantillon de sol doit être prélevé et analysé pour chaque champ avant l’élaboration du plan de gestion des éléments nutritifs correspondant, et les résultats d’analyse obtenus doivent être utilisés pour la préparation du plan. Normalement, cela signifie que l’intervalle maximal d’échantillonnage est de 5 ans, à moins que des changements à l’exploitation justifient l’établissement d’un autre plan de gestion. Dans le cas des nouvelles exploitations, le plan doit reposer sur des valeurs par défaut qui limitent au maximum l’application d’éléments nutritifs.

Période d’échantillonnage

Le pH et la teneur en éléments nutritifs du sol varient au cours d’une année, en raison surtout de l’humidité du sol, mais ces différences ne sont pas suffisamment importantes ni assez constantes pour avoir un effet sur le plan de gestion des éléments nutritifs. Le fait de prélever les échantillons de sol à la même période chaque année élimine les variations saisonnières dans les comparaisons des résultats d’analyse d’une fois à l’autre. Si les échantillons sont prélevés immédiatement après la récolte, les résultats sont obtenus à temps pour planifier le programme de fertilisation de la prochaine culture.

Analyse des échantillons

L’analyse des échantillons utilisés pour dresser un plan de gestion des éléments nutritifs doit être confiée à un laboratoire accrédité par le MAAAO et effectuée à l’aide de méthodes reconnues par le MAAAO. Le processus d’accréditation garantit la qualité des analyses grâce à l’utilisation de méthodes reconnues en Ontario. Une liste des laboratoires accrédités par le MAAAO se trouve à la page Laboratoires d’analyse des aliments et des fourrages, des tissus des pétioles, des feuilles et du sol.

Le dosage des éléments nutritifs dans le sol se fait par extraction et analyse des éléments nutritifs. Les valeurs ainsi obtenues ne représentent pas exactement les quantités qui sont physiquement assimilables par la culture, mais plutôt les quantités d’éléments nutritifs que les systèmes racinaires des végétaux peuvent extraire du sol. Les mécanismes chimiques du sol et des prélèvements par les plantes sont trop complexes pour permettre d’obtenir une mesure exacte des quantités physiquement assimilables. Ces valeurs peuvent varier beaucoup selon le type d’analyse effectuée. Vous ne pouvez pas utiliser les résultats issus d’autres types d’analyses avec les tableaux de recommandations de fertilisation du MAAAO. Les analyses reconnues ont été choisies parce qu’elles fournissent des résultats fiables pour la gamme de conditions de sol retrouvées dans la province.

Les tableaux de recommandations de fertilisation du MAAAO visent un rendement optimal des cultures. Ils tiennent compte de la fraction des éléments nutritifs présente dans le sol que les végétaux sont à même de prélever.

Les tableaux de recommandations de fertilisation du MAAAO se trouvent dans la Publication 811 : Guide agronomique pour les grandes cultures et la Publication 839 : Guide de production des cultures légumières Ontario.

Phosphore

L’analyse reconnue par le MAAAO pour le dosage du phosphore utilise une solution d’extraction au bicarbonate de soude. La méthode, communément appelée méthode Olsen, est considérée comme fiable pour la gamme de pH du sol retrouvée en Ontario. D’autres méthodes utilisées dans des provinces ou États voisins, comme le test Mehlich-3 ou la méthode Bray, donnent des résultats variables en sols alcalins et ne sont donc pas reconnues en Ontario. L’échelle des résultats de ces méthodes étant par ailleurs différente, les valeurs obtenues ne peuvent pas être utilisées avec les tableaux de recommandations de fertilisation du MAAAO.

Potassium

Le potassium assimilable est mesuré par extraction à l’aide d’une solution d’acétate d’ammonium. L’ammonium éloigne les cations, comme le potassium, des particules à charge négative du sol, ce qui permet d’en effectuer le dosage dans une solution. Le même extrait peut être utilisé pour doser le magnésium, le calcium et le sodium biodisponibles.

pH du sol

Le pH est un autre paramètre important mesuré par les analyses de sol. Le pH est un indicateur de l’acidité ou de l’alcalinité du sol. Le pH du sol influe sur :

• la biodisponibilité des éléments nutritifs
• la croissance des plantes
• l’efficacité des herbicides

Mesurez le pH dans un mélange pâteux de sol et d’eau avec juste assez d’eau pour saturer les pores du sol. Des suspensions plus diluées donneront des mesures de pH supérieures à la réalité, surtout dans le cas des sols à texture grossière. Une analyse du pH est exigée pour l’épandage de biosolides.

Zinc et magnésium

Il existe également des analyses reconnues par le MAAAO pour le dosage du zinc et du magnésium dans le sol. Ces analyses sont utiles pour planifier les éventuels apports d’éléments nutritifs, mais ne sont pas requises dans le cadre du plan de gestion des éléments nutritifs.

Métaux réglementés

S’il doit y avoir épandage de biosolides, le plan de gestion des éléments nutritifs doit préciser les teneurs en métaux réglementés. Ces dosages sont réalisés par un processus de digestion acide, où tous les minéraux du sol et les composés organiques de l’échantillon sont dissous. Les laboratoires qui effectuent de telles analyses doivent détenir une accréditation distincte qui répond aux normes ISO/IEC 17025.

Analyses de sol requises selon le Règlement de l’Ontario 267/03

Les analyses d’échantillons de sol prélevés dans le cadre d’un plan de gestion des éléments nutritifs qui prévoit des épandages de fumier doivent être confiées à un laboratoire accrédité par le MAAAO pour ce qui est du phosphore et du potassium. Les plans qui prévoient des épandages de biosolides doivent être assortis d’analyses pour les mêmes paramètres, ainsi que d’analyses du pH et du dosage des métaux réglementés.

Utilisation des résultats

La fertilité du sol ne se limite pas à un rapport d’analyse de sol. La santé du sol, y compris son degré d’ameublissement, sa structure et les rotations des cultures, a également une incidence sur le cycle des éléments nutritifs.Les résultats des analyses de sol doivent être utilisés lors de l’élaboration de plans de gestion des éléments nutritifs. Ils peuvent être comparés aux tableaux de recommandations de fertilisation du MAAAO pour établir les doses d’engrais à appliquer, ou être entrés dans un logiciel de gestion des éléments nutritifs comme Agrisuite pour que les taux d’application soient calculés en tenant compte de toutes les sources d’éléments nutritifs.

Il est également utile de garder les résultats d’analyse de sol dans un registre pour les comparer aux résultats des années antérieures. Vous pouvez vous servir de l’évolution des niveaux de fertilité du sol pour évaluer l’efficacité de votre programme de fertilisation ou de votre plan de gestion des éléments nutritifs.

L’utilisation des résultats devient plus complexe lorsque plusieurs échantillons ont été prélevés pour un champ ou une parcelle distincte. Les résultats tirés d’échantillons multiples peuvent provenir de champs ayant fait l’objet d’un échantillonnage en quadrillage. Si le champ est plus grand que 10 hectares (25 acres), vous voudrez peut-être le fertiliser au complet, en bloc. Le tableau 1 présente les méthodes possibles pour l’utilisation d’échantillons multiples.

Moyenne des résultats

Dans l’établissement de moyennes, il faut pondérer les résultats en fonction de la superficie représentée par chaque échantillon. Pour ce faire, on multiplie le résultat d’analyse d’un paramètre obtenu pour un échantillon par le nombre d’hectares (ou d’acres) représentés par cet échantillon. On fait ensuite la somme des produits obtenus pour l’ensemble des échantillons. On divise ensuite cette somme par le nombre total d’hectares (ou d’acres) du champ afin d’obtenir une moyenne pondérée pour tout le champ. Cela permet d’éviter qu’un seul échantillon représentatif d’une petite parcelle fausse les résultats lorsqu’il est très différent du reste du champ.

Dans le tableau 2, la teneur moyenne pondérée en phosphore (P) est de 9 (810 ÷ 90 hectares). Si on faisait simplement la moyenne des valeurs obtenues par l’analyse de sol, les valeurs élevées obtenues pour l’ancien enclos ainsi que pour le champ est avant fausseraient le résultat à la hausse et donneraient un résultat de 31. Pour une ferme qui utilise des engrais commerciaux, cela représente une différence de dose recommandée de 70 kg/ha, de 0 kg pour la moyenne simple à 70 kg pour la moyenne pondérée.

Lorsque les résultats d’échantillonnage sont combinés pour établir un plan de gestion des éléments nutritifs, notez clairement la méthode utilisée afin que les vérificateurs puissent comprendre comment les chiffres ont été calculés.