Répondre aux exigences du maïs en éléments nutritifs avec LysteGro (biosolides traités)

L'utilisation des biosolides traités LysteGro, riches en N-P-K et en équivalent-soufre pour les éléments nutritifs disponibles, conjuguée à une coordination efficace du transport et de l'épandage, constitue un choix intéressant pour les exploitations agricoles qui n'ont pas accès à du fumier et qui recherchent des amendements organiques.

L'appauvrissement de la matière organique dans le sol ainsi que la baisse du nombre d'exploitations d'élevage et l'accès réduit au fumier ont contribué à accroître l'intérêt des producteurs de cultures commerciales pour les amendements organiques comme LysteGro. Un projet régional (dans la région de la baie Georgienne) sur l'amélioration des sols et des récoltes, réalisé en 2015 et 2016, a permis d'évaluer l'utilisation de deux doses de LysteGro par comparaison à une dose d'engrais équivalente, visant à répondre aux exigences de la culture.

Quelques caractéristiques de LysteGro

  • Réglementé par l'Agence canadienne d'inspection des aliments (ACIA) et considéré comme un engrais.
  • Procédé breveté combinant des biosolides d'eaux usées + hydroxyde de potassium + chaleur (70 °C) + un procédé de lyse
  • 14 à 15 % de matière sèche
  • Environ 50 - 35 - 20 lb/1000 gallons de N-P205-K20 disponible l'année de l'application, et 35 lb additionnelles de P2O5 la 2e année.
  • Teneur relativement élevée en soufre (~14 lb) et en matière organique (> 500 lb).
  • Réglementé par l'ACIA, donc produit uniforme, ne nécessite pas de plan sur les MSNA (matières de source non agricole).
  • Application adaptée à la ferme afin de prévenir les pertes d'éléments nutritifs.
  • Dose optimale entre 3 000 et 3 500 gallons/acre pour le maïs.
  • pH élevé, teneur élevée en NH4 = risque élevé de volatilisation
  • Injection directe ou incorporation immédiate requises.

L'utilisation de LysteGro est appropriée avant l'ensemencement d'une culture de maïs qui requiert bon nombre des éléments nutritifs que ce produit procure. Épandu dans un champ destiné à la culture de maïs juste avant les semis ou en bandes latérales, LysteGro peut réduire les risques environnementaux (volatilisation, lessivage, ruissellement) associés à la perte d'éléments nutritifs de matières qui en contiennent beaucoup et qui présentent un pH élevé et une haute teneur en NH4.

Le projet portait sur l'évaluation des avantages procurés par l'apport des éléments nutritifs de LysteGro appliqué selon deux doses et injecté avant les semis dans une culture de maïs, par comparaison avec un engrais commercial dans un essai-témoin en grandeur réelle avec répétition. Les parcelles d'essai comprenaient deux ou trois répétitions d'un épandage de LysteGro à raison de 3?000 gallons/acre et 4?500 gallons/acre, comparativement aux recommandations du MAAARO basées sur le calculateur d'azote. Les doses d'épandage ont été établies en fonction de l'analyse des éléments nutritifs de LysteGro avec l'objectif d'un rendement de maïs de 160 boisseaux/acre. Les estimations de la disponibilité des éléments nutritifs de LysteGro aux doses ciblées sont mentionnées au tableau 1.

Tableau 1. Disponibilité approximative des éléments nutritifs de LysteGro basée sur une analyse à 15 % de matière sèche.

LysteGro Lb/1000 160 Boiss./Acre prélèvement par la culture de maïs LysteGro
Total
Disponible
4500 Gall./Acre
3000 Gall./Acre
Azote
95
44
132
198
132
P205
114
45*
67
202
135
K20
28
25
46
112
75

*90 lb de P205 disponible à long terme.

Avec une valeur équivalente en azote-phosphore-potassium (N-P-K) et soufre de plus de 75 $/1000 gallons pour les éléments disponibles, et une organisation coordonnée du transport et de l'épandage à un coût raisonnable (en fonction de la distance), ces biosolides traités constituent un choix intéressant pour les exploitations agricoles qui n'ont pas accès à du fumier et qui recherchent des amendements organiques. D'après les évaluations de 2015 et de 2016 de LysteGro, les rendements en maïs ont été égaux ou supérieurs (figure 1).

La saison de croissance 2015 a été humide en raison d'importantes précipitations en juin et juillet. Ces conditions ont entraîné une dénitrification de l'azote commercial, en apportant toutefois un avantage à la composante de LysteGro contenant de l'azote organique (libération lente), ce qui a donné une hausse moyenne de rendement de 16 boiss. /acre (augmentation de 8 à 32 boiss./acre à 4 sites et une réduction de 6 boiss./acre à un site). En 2016, les conditions ont été inversées et la saison de croissance a été sèche. Les précipitations ont été de 40 à 80 % inférieures à la normale en mai, juin et juillet dans la plus grande partie de la région, et l'accent est alors placé davantage sur l'utilisation que sur la perte des éléments nutritifs. La sécheresse du sol dès le moment des semis a probablement poussé les systèmes racinaires à rechercher l'humidité. Les rendements obtenus avec les engrais comparativement avec les biosolides traités ont varié au sein des traitements et entre les divers traitements principalement en fonction de la capacité de rétention d'eau du sol. Dans trois des sites, on a observé une hausse de rendement de 2 à 7 boiss./acre et une diminution de 8 boiss./acre à un site, aux endroits où LysteGro a été épandu. Les rendements dans l'ensemble ont été plus élevés que prévu compte tenu des faibles précipitations durant la saison.

Idéalement, les doses de fumier ou d'amendement organique utilisées doivent se situer entre deux tiers et trois quarts des besoins de la culture du maïs en azote. On peut donc apporter une certaine quantité d'azote commercial (~30 lb) au moment des semis pour répondre aux besoins de la culture en début de saison et pour maintenir un juste équilibre entre l'azote et le phosphore afin de tenter d'éviter les pertes de phosphore dans l'environnement. Des conditions fraîches au printemps peuvent ralentir la minéralisation et limiter les rendements. Avec LysteGro, une dose qui répond aux besoins en azote total apporte plus de phosphore que ce qui est requis par la culture, ce qui peut accroître les risques environnementaux, surtout si les niveaux de fertilité dans le sol sont déjà élevés. LysteGro procure environ 85 lb de P205 disponible/1000 gallons dont la moitié est immédiatement assimilable durant la première saison de croissance.

L'une des questions qui se posent avec l'utilisation des biosolides est la disponibilité des éléments nutritifs pour la culture. Les usines de traitement d'eaux usées utilisent de l'aluminium et du fer pour éliminer le phosphore, ce qui laisse planer des doutes sur la disponibilité du phosphore lorsque des biosolides sont épandus. Quand la culture était au stade de formation de la panicule, des échantillons de sol, de tissus et des échantillons pour les tests de nitrates ont été prélevés pour chaque traitement en vue de comparer l'utilisation des éléments nutritifs dans chaque cas. Les résultats sont donnés à la figure 2 et montrent que la disponibilité des éléments nutritifs (surtout du P) ne semble pas être un enjeu avec les biosolides traités même en présence d'un pH faible et aux endroits où environ 15 lb d'aluminium et 75 lb de fer/1000 gallons ont été appliqués.

Les teneurs en potassium (K) à certains sites étaient très basses. Les conditions de sécheresse ont peut-être eu un effet sur le prélèvement du K par la culture comparativement aux années où l'humidité était adéquate. Toutefois, d'après certains essais réalisés dans de petites parcelles où l'on comparait des applications en postlevée de biosolides traités et de digestats anaérobies, les résultats ont montré une forte corrélation entre le rendement et le potassium dans des champs pauvres en K quelles que soient les quantités d'azote ou de phosphore qui avaient été apportées. Les traitements comportant les apports les plus élevés en potasse ont présenté les rendements les plus élevés.

Les essais ont en outre permis d'observer qu'il n'y avait pas de relation apparente entre les teneurs en nitrate des tiges à la récolte et l'azote résiduel au printemps (par analyse de l'azote des nitrates avant l'épandage en bandes [PSNT]) l'année suivante, d'après les analyses des échantillons pour les nitrates des tiges en 2015 et l'analyse de l'azote des nitrates avant l'épandage en bandes pour 2016 à ces mêmes sites. Habituellement, une teneur en nitrate des tiges supérieure à 2000 ppm laisse croire qu'on a appliqué plus de N que ce qui est requis par la culture, et qu'il y a ainsi un accroissement du risque du lessivage des nitrates ou d'augmentation des émissions d'oxyde nitreux. Comme prévu, les teneurs en nitrate dans les tiges ont été en général plus élevées lorsque les doses de LysteGro appliquées étaient de 4 500 gallons/acre.

Le tableau 2 fournit certaines données de référence sur les sites de l'étude. Les variations selon les différents champs (ex. : texture du sol, fertilité et pH, capacité de rétention d'eau) ont entraîné certaines différences entre les traitements et au sein de chaque traitement, ce qui met en lumière la nécessité d'effectuer des essais au champ avec répétitions.

Figure 1. Comparaison des rendements de maïs avec LysteGro et un engrais commercial, en 2015 et 2016.

Figure 1. Comparaison des rendements de maïs avec LysteGro et un engrais commercial, en 2015 et 2016.

Figure 2. Les échantillons de tissus prélevés au stade de formation de la panicule montrent les teneurs d'engrais équivalentes (%) en N, P et K par comparaison à celles procurées par LysteGro.

Figure 2. Les échantillons de tissus prélevés au stade de formation de la panicule montrent les teneurs d'engrais équivalentes (%) en N, P et K par comparaison à celles procurées par LysteGro.

Tableau 2. Données de référence relatives aux sites 2016

Site Meaford Shelburne New Lowell Melancthon
Type de sol
Loam
Loam limoneux
Loam sableux
Loam
Analyse de sol
pH 7,0
P 3 ppm
K 17 ppm
MO 4,7 %
pH 5,2
P 59 ppm
K 65 ppm
MO 3,0 %
pH 5,9
P 25
K 24
MO 4,1 %
pH 7,9
P 13 ppm
K 32 ppm
MO 3,9 %
Culture précédente
Blé (trèfle rouge)
Blé (trèfle rouge)
Soya
Orge
Date de semis
2 mai 2016
6 mai 2016
21 mai 2016
6 mai 2016
Date de récolte
4 novembre 2016
4 novembre 2016
9 novembre 2016
24 octobre 2016
Cultivar
--
Pride A5151G2
P9224AM
DKC33-78

Engrais

(démarrage)

38-38-38
10-40-15-5 Mg-1,5Zn
2x2 engrais sec de démarrage - toutes les parcelles
20-12-20-16 S-7Mg-2Zn
26-40-80-20 S
Quantité approximative d'éléments nutritifs épandus (lb/acre)
Dose d'engrais de comparaison
127-92-105
100-0-60

140-131-79

(+60 N, 25K @ 8 feuilles)

163-130-125
3 000 gal/ac
101-131-79
101-131-79

101-131-79

(+60 N 25K @8 feuilles)

101-131-79
4 500 gal/ac
151-197-118
151-197-118

151-197-118

(+60 N 25K @8 feuilles)

151-197-118

 


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