Carences en azote observées en 2013 - Est-ce la dose ou la source qui importe?


Les conditions humides du printemps et du début de l'été 2013 ont été responsables de carences en azote (N) dans de nombreux champs de maïs (photo 1). Lorsque l'ammoniac anhydre est injecté entre les rangs de maïs à l'aide de couteaux, la culture est plus uniforme et l'azote est plus facilement assimilable sous des conditions pluvieuses (photo 2).

Photo 1 - Symptômes des carences en azote observées en 2013

Photo 1 - Symptômes des carences en azote observées en 2013

Photo 2 - Maïs fertilisé avec de l'ammoniac anhydre en 2013

Photo 2 - Maïs fertilisé avec de l'ammoniac anhydre en 2013

Comment se produisent les pertes d'azote?

Dans des conditions pluvieuses, les pertes d'azote sont attribuables à deux phénomènes - la dénitrification et le lessivage (figure 1). Comme c'est l'azote des nitrates qui se perd, plus les quantités de nitrates présentes dans le sol sont importantes lorsqu'il pleut, plus il y a de pertes d'azote par l'un ou l'autre phénomène. La prédominance de l'un ou l'autre de ces phénomènes dépend du drainage.

Dans un sol bien drainé, les pertes d'azote sont principalement causées par le lessivage. Quatre-vingts millimètres (3 po) de pluie lessiveront d'une couche arable de texture légère la majeure partie de l'azote présent dans le sol sous la forme de nitrates. Si le sous-sol est pénétré par des racines, l'azote des nitrates demeure assimilable par la culture. Cependant, s'il pleut davantage, l'azote des nitrates se déplace plus profondément dans le profil de sol et devient hors d'atteinte des racines.

Dans un sol mal drainé, les pertes d'azote s'expliquent surtout par la dénitrification. La dénitrification est un phénomène de conversion des nitrates en azote gazeux (N2) ou en oxyde de diazote (N2O), lesquels sont libérés dans l'atmosphère (figure 1). La conversion se produit sous l'action de bactéries lorsqu'un sol est appauvri en oxygène (conditions anaérobies), c'est-à-dire en la présence de zones d'accumulation d'eau.

Figure 1 - Principales voies par lesquelles se produisent les pertes d'azote - dénitrification, lessivage et volatilisation

Figure 1 - Principales voies par lesquelles se produisent les pertes d'azote - dénitrification, lessivage et volatilisation

Le troisième phénomène entraînant des pertes d'azote est la volatilisation. Dans ce cas, l'azote du sol est libéré dans l'atmosphère sous la forme de gaz ammoniac. L'urée est sensible à la volatilisation. L'azote de l'urée demeure fixé aux atomes de carbone. Durant la conversion de l'urée en ammonium, l'uréase sépare le NH2 du carbone (figure 1). Jusqu'à la moitié de l'azote uréique peut être perdue par volatilisation si l'urée est laissée à la surface. Même l'urée épandue en bandes latérales est sensible à la volatilisation. Jusqu'au tiers de l'azote uréique appliqué en bandes peu profondes peut se volatiliser. Ce phénomène se produit parce que la conversion du NH2 en NH4 utilise jusqu'à deux ions H+. L'augmentation du pH qui résulte fait augmenter encore plus la quantité d'ammonium qui se transforme en gaz ammoniac.

Réduction des pertes d'azote

Les pertes attribuables à la dénitrification et au lessivage peuvent être réduites en limitant l'importance des réserves de nitrates (figure 2). Si un sol comporte en tout temps moins d'azote sous la forme de nitrates, la probabilité de pertes d'azote en cas de précipitations irrégulières diminue. L'inhibition de la nitrification est un moyen de limiter l'importance des réserves de nitrates. La nitrification est le phénomène de conversion de l'ammonium en nitrates sous l'action de bactéries. Les composés suivants inhibent la nitrification en ralentissant l'activité des bactéries nitrifiantes : le dicyandiamide (DCD); le 2-chloro-6-(trichlorométhyl)pyridine (la nitrapyrine); dans une moindre mesure, le thiosulfate d'ammonium (Franzen).

Les pertes attribuables à la volatilisation peuvent être réduites en limitant l'importance des réserves d'ammonium. En inhibant l'activité de l'uréase, on peut ralentir la conversion de l'urée en NH4-N (figure 2). Un inhibiteur courant de l'activité de l'uréase est le N-triamide de l'acide thiophosphorique (NBPT). On peut également ralentir la conversion de l'urée en NH4 en recouvrant les granules d'urée d'un polymère (ESN - environmentally smart nitrogen). Le plastique ralentit l'entrée de l'eau dans les granules, ce qui ralentit la conversion.

L'ammoniac anhydre (82-0-0) se convertit en ammonium lorsqu'il est injecté dans le sol à l'aide de couteaux. Il inhibe la nitrification en tuant temporairement les bactéries présentes dans la bande d'injection. Ainsi, l'azote demeure plus longtemps sous sa forme ammoniacale, ce qui améliore le rendement dans des conditions pluvieuses. Dans une étude comparant le rendement et le mouvement des nitrates vers les eaux souterraines, on a comparé l'ammoniac anhydre, un engrais 28-0-0 à base de nitrate d'ammonium et d'urée (engrais NAU) et un engrais NAU combiné à un inhibiteur de nitrification. Durant une année pluvieuse (116 mm de pluie en juin) et pour un sol à texture légère, une culture de maïs ayant bénéficié d'un épandage en bandes latérales d'ammoniac anhydre a donné un rendement de 19 boisseaux/acre supérieur à celui obtenu pour une culture ayant bénéficié d'un épandage en bandes latérales d'un engrais NAU. L'ajout de l'inhibiteur de nitrification DCD à l'engrais NAU a donné un rendement de 8 boisseaux/acre supérieur à celui obtenu avec un engrais NAU employé seul. La concentration d'azote des nitrates dans l'eau du sol sous la zone racinaire (5 pi de profondeur) était de beaucoup plus grande là où l'engrais NAU a été employé seul (40 ppm) que là où l'on a appliqué un engrais NAU combiné à un inhibiteur de nitrification (NAU+DCD) (20 ppm), ou de l'ammoniac anhydre (10 ppm). La réaction des cultures était principalement attribuable à la diminution du lessivage là où la nitrification avait été inhibée (Ball Coelho, Roy 1999).
Figure 2 - En restreignant la réserve de nitrates, on réduit les pertes d'azote par dénitrification et lessivage. En restreignant la réserve d'ammonium, on réduit les pertes d'azote par volatilisation.

Figure 2 - En restreignant la réserve de nitrates, on réduit les pertes d'azote par dénitrification et lessivage. En restreignant la réserve d'ammonium, on réduit les pertes d'azote par volatilisation.

Un engrais NAU (engrais à base de nitrate d'ammonium et d'urée) renferme 50 % d'azote uréique, 25 % d'azote ammoniacal et 25 % d'azote des nitrates. On peut donc dire que 25 % de l'azote (azote des nitrates) est immédiatement sujet à une perte par lessivage et dénitrification au moment de l'application; que 50 % de l'azote (azote uréique) est sujet à la volatilisation si l'urée est laissée à la surface; que 25 % de l'azote (l'azote ammoniacal) se convertira rapidement en nitrates dans des conditions humides et chaudes pour être ensuite sujet à la dénitrification ou au lessivage.

Pour certaines années, l'utilisation d'un engrais azoté stabilisé ou l'application de la bonne source d'azote au bon moment peut être très rentable. L'épandage en bandes latérales d'ammoniac anhydre permet d'éviter les pertes d'azote, car le moment de l'application coïncide avec la demande en azote des cultures. Tout l'azote est présent sous une forme ammoniacale, et la nitrification est ralentie par l'ammoniac anhydre. Plus les réserves de nitrates sont restreintes en tout temps, moins d'azote peut être perdu par dénitrification ou lessivage.


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