Introduction

La gestion de l'azote (N) dans les cultures de maïs en Ontario a tendance à reposer sur des applications en pleine surface sur des sols travaillés de N en présemis avec incorporation. Même si cette pratique atteint le but visé, elle pose problème sur le plan d'une utilisation efficiente du N et n'offre pas tellement de souplesse dans la gestion des besoins en N. Quand tout le N est appliqué en début de saison, le choix du taux dépend des expériences passées relatives au champ visé. Cette façon de faire n'offre pas la possibilité d'adapter les taux aux conditions propres à la saison de croissance en cours.

Certains producteurs de maïs ont l'habitude de fractionner les apports de N. Ils en appliquent une petite partie avant les semis ou au moment des semis, puis appliquent le reste en bandes latérales au stade 4–10 feuilles du maïs. Ce fractionnement permet à la dose de « démarrage » de donner un coup de pouce à la culture jusqu'en juin, moment où il est possible de déterminer les besoins de la culture pour le reste de la saison de croissance d'après le temps qu'il a fait au printemps, les conditions qui ont caractérisé les semis, les prévisions pour le reste de la saison de croissance et les rendements attendus. Cette méthode offre la possibilité d'optimiser les apports de N comparativement aux apports faits uniquement en début de saison.

Pour l'épandage en bandes latérales, même si bien des producteurs se fient à l'aspect de la culture et aux conditions météorologiques, certains utilisent d'autres outils pour juger des doses à apporter en cours de saison de croissance. Ces outils comprennent :

  • le dosage de l'azote avant la fertilisation en bandes latérales (Pre Side-Dress Nitrogen Test ou PSNT) et
  • plus récemment, des capteurs optiques.

Le PSNT

Le PSNT fournit une estimation de la quantité d'azote biodisponible à partir d'un échantillon de sol composite de 30 cm (12 po) prélevé entre le début et le milieu de juin. Selon le temps qu'il a fait au printemps, différentes quantités d'azote biodisponible seront minéralisées à partir de la réserve d'azote organique présente. La quantité d'azote qu'on trouve au cours d'une année est fonction du type de sol, des antécédents culturaux, du travail du sol, des températures au cours de la saison et de l'humidité. Les limites du PSNT tiennent à la variabilité du dosage à l'intérieur d'un même champ et d'un champ à l'autre. Des recherches sont en cours pour déterminer quand et comment le N se minéralise et quelles conditions (pluie) influencent sa biodisponibilité. Le nouveau projet de surveillance sentinelle de l'azote financé par des organismes agricoles généraux permet de suivre les taux d'azote des nitrates dans huit parcelles d'essais de rendement du maïs en Ontario.

Capteurs optiques

Il existe depuis un certain temps des capteurs permettant de connaître la teneur en azote des végétaux. Le problème avec ces capteurs est qu'ils mesurent seulement l'azote contenu dans les végétaux sans tenir compte de l'azote présent dans le sol. Or, la teneur d'un plant en azote à un moment donné ne reflète pas nécessairement la quantité d'azote qui est déjà ou qui deviendra sous peu minéralisé et biodisponible dans le sol. Le fait que le maïs semble carencé en azote ne signifie pas que le sol est pauvre en azote. D'autres facteurs peuvent limiter la capacité des plants à prélever l'azote. Il se peut aussi que l'azote organique ne soit pas encore minéralisé et ne soit pas biodisponible. L'utilisation, pour le dosage, d'une bande riche en azote où la culture a été installée tôt ne fournit aucune indication quant à l'azote organique minéralisé à partir de la réserve d'azote.

L'autre limite tient au fait que le capteur optique part de la lecture de la réflexion de la lumière par les végétaux pour ensuite l'interpréter. Afin qu'il y ait suffisamment de matière végétale dans le champ pour produire une réflexion, il faut que la lecture se fasse relativement tard. Les capteurs ne recueillent pas des données de la réflexion de la lumière produite par le sol nu. L'utilisation des capteurs est habituellement optimale passé le stade de croissance du maïs à partir duquel un apport supplémentaire de N peut être fait sans endommager la culture. (Pour plus de détails, voir Oklahoma State University). L'introduction de technologies comme Y-Drops et les applicateurs à fort dégagement munis de pals injecteurs atténuent ce problème. Il reste que la recherche appuyant cette pratique demeure rare. M. Peter Scharf, University of Missouri, suggère que la réaction de la culture à un apport tardif de N serait fonction du stress global lié à l'azote. Ses recherches suggèrent que si les apports d'azote en début de saison ont suffi aux besoins de la culture, la réaction à un apport d'azote plus tard sera négligeable et que ce serait la dose normale d'azote prévue pour l'épandage en bandes latérales qui procurerait les rendements les meilleurs.

Greg Stewart et Ben Rosser ont écrit un bon article sur l'utilisation des capteurs optiques, dont le GreenSeeker. D'autres articles intéressants peuvent être glanés sur le Web.

Utilisation en agriculture de précision

M. Raj Khosla (Colorado State University) est bien connu pour ses recherches relatives à l'agriculture de précision. Au congrès South-West Agriculture Conference, il a abordé la question de l'intégration des capteurs optiques dans la gestion spatiale des cultures. Même si ses recherches sur la gestion spatiale présentent de l'intérêt, l'utilisation des zones de gestion ne donne qu'une partie du portrait. La gestion spatiale de la culture à l'intérieur de zones s'intéresse avant tout au sol. Or, la collecte de données et la prise de décisions doivent tenir tout autant de la culture que du sol. À l'heure actuelle, le facteur « sol » n'est pas pris en compte dans l'utilisation des capteurs optiques en Ontario. Il faut des données sur la culture et sur le sol pour déterminer les doses d'intrants permettant d'optimiser le système sur le plan économique.

Cette méthodologie trouve sa justification dans le fait que les indices de végétation par différence normalisée ou IVDN sont fournis par les lectures d'un capteur optique de biomasse qu'on fait circuler sur un champ et par le fait que les doses d'azote sont choisies en fonction des décisions de gestion faites pour l'ensemble d'un champ.
Figure 1. Cette méthodologie trouve sa justification dans le fait que les indices de végétation par différence normalisée ou IVDN sont fournis par les lectures d'un capteur optique de biomasse qu'on fait circuler sur un champ et par le fait que les doses d'azote sont choisies en fonction des décisions de gestion faites pour l'ensemble d'un champ (Raj Khosla, Colorado State University, SW Ag Conference, 2015).

Dans la figure 1, la lecture de l'indice de végétation par différence normalisée (IVDN), l'unité de mesure utilisée actuellement par les capteurs de biomasse, a été la même en trois points du champ. Les lectures de l'IVDN indiquées à partir du bas de l'illustration proviennent de positions élevées, moyennes et basses du champ. Si l'on fonde les décisions relatives aux apports de N sur les données pour l'ensemble du champ, la dose qui serait normalement calculée à l'aide de l'équation suggère qu'un apport de 96 lb d'azote/ac sur le champ serait optimal.

Si nous prenons en considération la variabilité du champ, la décision prise quant à la dose de N est passablement différente. La figure 2 superpose la carte des zones de gestion de ce champ. Malgré le fait que la lecture de l'IVDN soit la même aux trois endroits dans le champ, ces endroits se situent à l'intérieur de trois zones de gestion du champ différentes.

  • La zone où la réaction a été « faible » se situe dans une zone plus élevée et sur un terrain en pente. Cette zone s'assèchera probablement plus vite que d'autres parties du champ. Le potentiel de rendement y étant plus faible, l'habileté de la zone à utiliser un surplus de N n'est pas aussi grande. Par conséquent, la dose optimale de N n'est que de 37 lb/ac.
  • La zone où la réaction a été « moyenne » au bas de la pente se trouve là où l'eau s'écoule et où la teneur en matière organique risque d'être plus grande, ce qui procure davantage d'azote naturel minéralisé à la culture. Même si le potentiel de rendement est élevé dans cette zone-ci, la réaction à l'apport est plus faible étant donné que la zone possède déjà la capacité de répondre aux besoins de la culture. La dose de N dans cette zone est optimale à 92 lb/ac, étant donné que le sol dans cette zone fournit une part importante de l'azote à partir des réserves naturelles du sol et de la matière organique.
  • La zone de gestion marquée « forte » se situe là où le potentiel est le plus grand de voir la culture réagir favorablement à un apport supplémentaire d'azote. Cette zone ne reçoit pas autant d'eau et ne possède pas autant d'azote naturellement que la zone de réaction moyenne, si bien que les besoins d'azote y sont plus grands. Une dose de 144 lb/ac est ici suggérée.
Identification des zones de gestion en fonction du potentiel de réaction de la culture à un apport d'azote et dose d'azote par zone pour les mêmes IVDN mais avec une gestion tenant compte de la spécificité de l'emplacement.
Figure 2. Identification des zones de gestion en fonction du potentiel de réaction de la culture à un apport d'azote et dose d'azote par zone pour les mêmes IVDN mais avec une gestion tenant compte de la spécificité de l'emplacement (d'après Raj Khosla, Colorado State University, SW Ag Conference, 2015).

La figure 2 illustre comment on peut optimiser les doses d'azote en tenant compte à la fois des lectures des capteurs optiques et des données sur le sol (zones de gestion spatiale en agriculture de précision). Les zones qui affichent une réaction forte aux apports supplémentaires d'azote reçoivent davantage d'azote. Celles pour lesquelles les apports ont moins de chances d'être profitables en reçoivent moins.