Gestion du phosphore et du potassium dans le maïs, le soya et le blé

Les rendements des cultures ont considérablement augmenté depuis la publication des premières recommandations sur les quantités d'engrais à utiliser en Ontario. L'assimilation des éléments nutritifs par les cultures et leur prélèvement par les grains ont aussi augmenté proportionnellement. Une étude financée par les Grain Farmers of Ontario a été entreprise en 2011 en vue d'évaluer la rotation maïs-soya- blé à quatre sites présentant des teneurs relativement faibles en P et en K dans le sol. à chaque site, des parcelles ont été enrichies de manière à présenter des teneurs moyennes en P, des teneurs moyennes en K et des teneurs moyennes à la fois en P et en K en K (P>20 ppm, K>120 ppm). Des doses élevées d'engrais phosphatés et/ou potassiques ont été appliquées durant les premières années de l'étude dans le but d'augmenter la fertilité de superficies. Ces sols ayant reçu des apports de P et de K peuvent maintenant être comparés aux sols présentant de faibles niveaux de fertilité. Le projet vise à vérifier si les recommandations actuelles relatives au P et au K permettent d'obtenir les rendements les plus économiques dans des environnements procurant des rendements culturaux élevés. Les recommandations de l'Ontario sont basées sur la méthode des « concentrations convenables », laquelle vise un apport d'engrais suffisant pour une culture donnée en utilisant la dose la plus économique l'année d'application. L'autre méthode est axée sur « la modification et le maintien » de la fertilité du sol et vise à augmenter ou à diminuer la fertilité du sol à un niveau raisonnable et à maintenir les concentrations des éléments nutritifs à ce niveau. Ces deux méthodes de fertilisation seront aussi comparées.

Méthodes

L'engrais a été épandu chaque année à la volée à des doses élevées (400 lb/acre) dans des parcelles particulières en vue d'augmenter leur fertilité. Une des parcelles a été enrichie en P seulement, une autre en K seulement et une troisième en P et K. Une parcelle témoin présentant un faible niveau de fertilité a été laissée sans traitement à chaque site. Toutes les parcelles et les traitements de démarrage ont été répétés quatre fois, quand cela était possible. Les doses de démarrage les plus élevées étaient de 50 lb/acre de P réel et de 50 lb/acre de K réel. Ces doses de démarrage ont été choisies pour fournir les doses approximatives d'engrais recommandées selon la « méthode des concentrations convenables ». Les concentrations des éléments nutritifs dans le sol ont été amenées à des concentrations modérées dans les parcelles ayant reçu les quantités d'engrais permettant d'atteindre les concentrations souhaitées (P>20, K>120). Les données sur les rendements des trois prochaines saisons de croissance (2017, 2018 et 2019) permettront de mieux comparer la méthode basée sur les « concentrations convenables » à la méthode axée sur « la modification et le maintien » étant donné que les résultats des années antérieures ont pu être affectés par la phase « d'amélioration de la fertilité » de l'essai. Les tableaux 1 à 3 présentent les rendements les plus à jour basés sur les trois dernières saisons de croissance.

Résultats

Les rendements en maïs dans les parcelles où la fertilité du sol était faible (P<20, K<120) ont augmenté de 30 boisseaux/acre dans les 17 sites-années de l'étude avec l'apport d'un mélange d'engrais de démarrage à base de P et de K. Dans les sols « améliorés » (P>20, K>120), l'engrais de démarrage a eu pour effet de hausser le rendement de 10 boiss./acre (tableau 1). Dans le maïs, les rendements les plus élevés ont été obtenus dans les sols à fertilité améliorée ayant reçu un engrais de démarrage contenant du P ou engrais de démarrage composé d'un mélange de P et de K. En moyenne pour les divers niveaux de fertilité du sol, l'engrais de démarrage liquide a donné une augmentation de 9 boisseaux/acre, l'engrais phosphaté sec a permis une hausse de 12 boiss./acre, l'apport de K a donné une hausse de 13 boiss./acre, P et K ajoutés ensemble ont fait augmenter les rendements de 22 boiss./acre comparativement à l'absence d'engrais de démarrage. Cette étude confirme des conclusions antérieures montrant que les engrais de démarrage exercent un effet important sur les rendements du maïs surtout lorsque les concentrations de ces éléments étaient faibles dans le sol. Cela démontre aussi que même lorsque la fertilité des sols a été améliorée, les engrais de démarrage demeurent nécessaires pour maximiser les rendements. À noter particulièrement que les rendements du maïs étaient de 13 boiss./acre plus élevés dans les sols améliorés comparativement aux sols affichant une faible fertilité, même après l'application de doses élevées d'un engrais de démarrage contenant du P et du K.

Table 1 : Effet du niveau de fertilité du sol et de l'engrais de démarrage sur les rendements de maïs (17 sites-années)

Engrais de démarrage (à l'acre) Niveau de fertilité du sol Rendement moyen pour les divers niveaux de fertilité
P<20
K<120
P>20
K<120
P<20
K>120
P>20
K>120
boisseaux/acre
Aucun engrais de démarrage
157 d
163 c
174 c
190 c
171 d
6-24-6 @ 3-5 gallons dans la raie de semis
170 c
177 b
179 b
194 b
180 c
MAP @ 100 lb (2x2)
172 bc
174 b
188 a
198 ab
183 b
0-0-60 @ 80 lb (2x2)
175 b
192 a
174 c
195 b
184 b
6-28-28 @ 90-270 lb (2x2)
187 a
195 a
190 a
200 a
193 a

Les moyennes d'une même colonne suivies de la même lettre ne sont pas statistiquement significatives à P= 0,05.

Les rendements en soya dans les parcelles où la fertilité du sol était faible (P<20, K<120) ont augmenté de 4 boiss./acre dans les 17 sites-années de l'étude avec l'apport d'un mélange d'engrais de démarrage à base de P et de K. Dans les sols « améliorés » (P>20, K>120), l'apport d'un engrais de démarrage n'a eu aucun effet sur les rendements de soya dans aucune situation. Les rendements de soya les plus élevés ont été obtenus dans les sols à fertilité améliorée. En moyenne pour les divers niveaux de fertilité du sol, l'engrais de démarrage liquide a donné une augmentation de 1 boiss./acre, l'engrais phosphaté sec a permis une hausse de 2 boiss./acre, l'apport de K a donné une hausse de 1 boiss./acre, P et K ajoutés ensemble ont fait augmenter les rendements de 3 boiss./acre comparativement à l'absence d'engrais de démarrage. Dans les sols à faible niveau de fertilité, l'engrais de démarrage liquide a donné une augmentation de 2 boiss./acre, l'engrais phosphaté sec a permis une hausse de 2 boiss./acre, l'apport de K a donné une hausse de 1 boiss./acre alors que P et K ajoutés ensemble ont fait augmenter les rendements de 4 boiss./acre comparativement à l'absence d'engrais de démarrage (tableau 2). Cette étude confirme des conclusions antérieures montrant que les engrais de démarrage exercent un effet sur le rendement du soya dans les sols où les concentrations de ces éléments étaient faibles. L'étude a également montré que le K ne suffit pas comme tel à maximiser les rendements de soya et que le P joue aussi un rôle majeur. Cette étude confirme des conclusions antérieures montrant que dans les sols où la fertilité a été améliorée, les engrais de démarrage n'ont pas d'effet sur les rendements du soya. Comparativement au sol à faible niveau de fertilité, les rendements en soya étaient de 4 boiss./acre plus élevés dans les sols à fertilité améliorée même avec l'apport de doses élevées de P et de K au démarrage.

Tableau 2. Effet du niveau de fertilité du sol et de l'engrais de démarrage sur les rendements de soya (17 sites-années)

Engrais de démarrage (à l'acre) Niveau de fertilité du sol Rendement moyen pour les divers niveaux de fertilité
P<20
K<120

 

P>20
K<120

P<20
K>120
P>20
K>120
boisseaux/acre
Aucun engrais de démarrage
53 c
55 b
55 c
60 a
56 d
6-24-6 @ 3-5 gallons dans la raie de semis
55 b
56 b
56 b
61 a
57 c
MAP @ 100 lb (2x2)
55 b
56 b
58 a
61 a
58 b
0-0-60 @ 80 lb (2x2)
54 b
58 a
54 c
60 a
57 c
6-28-28 @ 90-270 lb (2x2)
57 a
59 a
58 a
61 a
59 a

Les moyennes d'une même colonne suivies de la même lettre ne sont pas statistiquement significatives à P= 0,05.

Figure 1. Comparaison montrant une grave carence en K (à gauche) dans du soya

Figure 1. Comparaison montrant une grave carence en K (à gauche) dans du soya

Les rendements en blé d'automne dans les parcelles où la fertilité du sol était faible (P<20, K<120) ont augmenté de 14 boiss./acre dans les 13 sites-années de cette étude avec l'apport d'un mélange d'engrais de démarrage à base de P et de K. Dans les sols à faible niveau de fertilité, l'effet sur les rendements de blé a été le même à la suite d'un apport d'engrais de démarrage contenant uniquement du P (14 boiss./acre). Dans les sols à fertilité « améliorée »(P>20, K>120), aucun effet statistiquement significatif n'a été obtenu par l'apport d'un engrais de démarrage comparativement à l'absence de tout apport, bien que l'apport d'un engrais phosphaté utilisé seul ait procuré un avantage numérique de 4 boiss./acre par rapport à l'absence de tout apport d'engrais (tableau 3). En moyenne pour les divers niveaux de fertilité du sol, l'engrais de démarrage liquide a donné une augmentation de 4 boiss./acre, l'engrais phosphaté sec a permis une hausse de 10 boiss./acre, l'apport de K n'a pas procuré de rendement additionnel, alors qu'un mélange de P et K a fait augmenter les rendements de 10 boiss./acre comparativement à l'absence d'engrais de démarrage. Les résultats de l'étude indiquent que les engrais de démarrage exercent un effet sur les rendements du blé, surtout dans les sols à faible niveau de fertilité. L'étude montre aussi qu'un apport de P au démarrage exerce un effet important sur les rendements de blé d'automne. À noter particulièrement que les rendements de blé ont été de 11 boiss./acre plus élevés dans les sols à fertilité améliorée comparativement à ceux dont le niveau de fertilité était faible, même avec l'apport de doses élevées de P et de K au démarrage.

Tableau 3. Effet du niveau de fertilité du sol et de l'engrais de démarrage sur les rendements de blé (13 sites/années)

Engrais de démarrage dans la raie de semis
(à l'acre)
Niveau de fertilité du sol Rendement moyen pour les divers niveaux de fertilité
P<20
K<120
P>20
K<120
P<20
K>120

P>20
K>120

boisseaux/acre
Pas d'engrais
66 c
83 c
69 c
88 ab
76 c
6-24-6 @ 3-5 gallons
72 b
85 bc
75 b
89 ab
80 b
MAP @ 80-100 lb
80 a
88 ab
85 a
92 a
86 a
0-0-60 @ 70-80 lb
69 c
88 ab
69 c
86 b
78 bc
6-28-28 @ 90-225 lb
80 a
90 a
84 a
91 a
86 a

Figure 2. À gauche, du phosphore (11-52-0) a été appliqué sur la parcelle de blé alors qu'à droite du potassium (0-0-60) a été appliqué, ce qui témoigne de l'importance du P dans la culture du blé.

Figure 2. À gauche, du phosphore (11-52-0) a été appliqué sur la parcelle de blé alors qu'à droite du potassium (0-0-60) a été appliqué, ce qui témoigne de l'importance du P dans la culture du blé.

Conclusion et prochaines étapes

Pour la plupart des cultures et des sites de production, l'apport d'engrais de démarrage a été associé à des hausses de rendement comparativement à l'absence d'engrais, surtout dans le cas du blé et du maïs et aussi pour le soya lorsque les teneurs en P et en K dans le sol étaient faibles. Les rendements les plus élevés étaient en général associés aux parcelles dont le sol contenait une concentration moyenne en P et K (application à la volée de P et K) et où des engrais de démarrage avaient été appliqués. Les engrais de démarrage n'ont pas eu d'effet sur le rendement du soya dans les sols affichant les plus hauts niveaux de fertilité. Comme certaines parcelles ont été amenées à des niveaux modérés de fertilité en ce qui a trait au P et au K, et que d'autres parcelles présentent des teneurs relativement peu élevées en P et K, il sera désormais possible de faire l'essai de différentes stratégies de fertilisation (la méthode basée sur les « concentrations convenables » comparativement à la méthode axée sur « la modification et le maintien »). Jusqu'à maintenant, les rendements obtenus montrent que l'amélioration de la fertilité des sols permet une hausse de rendement de 13 boiss./acre pour le maïs, de 4 boiss./acre pour le soya et de 11 boiss./acre pour le blé, comparativement à une fertilisation utilisant les doses actuelles recommandées dans la méthode basée sur les concentrations convenables. Il est très important que ces essais se poursuivent durant au moins trois ans afin de pouvoir comparer rigoureusement les deux méthodes. Une analyse économique sera effectuée à la fin de cette étude afin de déterminer la méthode la plus économique pour la production culturale en Ontario.

Collaborateurs : D. Hooker, H. Bohner, P. Johnson, B. Rosser, G. Stewart et K. Janovicek.


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