Plan d'utilisation raisonnée des éléments fertilisants du fumier de gros bétail et de volaille en 10 étapes

Agdex :	743/530
Date de publication :	03/96
Commande no.	96-054
Dernière révision :	03/96
Situation :	Fiche technique originale
Rédacteur :	Don Hilborn - Ingénieur agronome/MAAARO; Chris Brown - conseiller en sols et en cultures/MAAARO

Table des matières

1. Introduction
2. Valeur du fumier
3. Établissement du plan en 10 étapes
4. Résumé
5. Documents de référence
6. Remerciements

Introduction

Les éléments fertilisants, apportés à la terre sous forme de fumier et d'engrais chimiques, sont essentiels à la réussite de l'exploitation agricole. Épandus en juste quantité, au bon moment, ils contribuent à l'obtention de rendements agronomiques optimums. Par contre, leur utilisation irraisonnée peut être une source de problèmes : création de déséquilibres dans l'état de fertilité du sol et dans la composition nutritionnelle des fourrages donnés aux animaux; détérioration de la qualité de l'eau, tant pour sa propre ferme que pour les consommateurs situés en aval. La fertilisation raisonnée a pour objet l'utilisation à bon escient des éléments fertilisants (principalement l'azote, le phosphore et le potassium) en vue d'un rendement économique optimal, mais aussi dans l'optique de la préservation de l'environnement.

La majorité des agriculteurs ontariens élèvent du bétail d'une sorte ou d'une autre - bovins à viande, bovins laitiers, porcs ou volailles. Or, qui dit élevage, dit fumier. Plus de 37 millions de tonnes de fumier ont été produites en Ontario en 1994, ce qui correspond à environ 156 000 tonnes d'azote, 79 000 tonnes de phosphate et 162 000 tonnes de potasse. Outre ces trois éléments fertilisants majeurs, le fumier contient du calcium, du soufre, du bore, du magnésium, du manganèse, du cuivre et du zinc. Il apporte aussi de la matière organique, ce qui a de nombreux effets bénéfiques sur le sol : amélioration de l'état d'ameublissement, de l'aération et de la capacité de rétention de l'eau; réduction de l'érosion; création de conditions favorables à la multiplication des organismes utiles qui vivent dans le sol.

Valeur du fumier

Le tableau 1 montre, pour les différents types de fumier, la teneur moyenne en éléments fertilisants et la valeur monétaire. A noter que tous les volumes liquides indiqués dans la présente publication sont exprimés en gallons impériaux.

De nombreux agriculteurs sous-estiment la valeur du fumier. Par exemple, un troupeau de 50 vaches laitières avec son troupeau de relève produit par an environ 500 000 gallons de fumier contenant environ 7 000 livres d'azote, 3 500 livres de phosphate, et 15 000 livres de potasse. Épandu conformément à un plan d'utilisation raisonnée des éléments fertilisants, ce fumier peut remplacer pour 6 000 $ d'engrais commercial.

Établissement du plan en 10 étapes

L'objet du plan d'utilisation raisonnée des éléments fertilisants est de calculer les quantités d'éléments qui doivent être apportées par le fumier et l'engrais commercial de façon à couvrir les besoins des cultures. La présente fiche technique décrit les 10 étapes que ce plan comporte. La plupart des étapes font appel à une information plus complète qui se trouve dans les documents cités à la fin de la publication.

Étant supposé que :

• Le fumier est épandu au printemps et enfoui dans les 24 heures
• Tous les éléments nutritifs sont requis par les cultures de l'année ou de l'année suivante
• L'azote cofte 0,32 $/lb, le phosphate 0,33 $/lb, la potasse 0,16 $/lb.

Étape 1. Faire analyser votre fumier

Il est primordial de faire analyser le fumier puisque sa valeur fertilisante varie grandement d'un élevage à l'autre en fonction du régime alimentaire des animaux, de la proportion de litière et de la quantité de liquide ajoutée au fumier. Les résultats de l'analyse donnent une idée de la quantité d'éléments fertilisants présents dans le fumier de vos animaux.

Figure 1. Prélèvement d'un échantillon de fumier

Il est conseillé de prélever un échantillon de fumier, après complète agitation, chaque fois que vous vidangez une fosse. Remplissez un flacon en plastique à moitié de fumier, placez le flacon dans un sac en plastique bien fermé et rangez-le au frais jusqu'au moment où vous l'expédierez au laboratoire. L'analyse de l'échantillon doit porter sur l'azote total, l'azote ammoniacal (NH4-N), le phosphore, le potassium et la matière sèche.

Après plusieurs analyses, vous aurez obtenu des valeurs moyennes et vous n'aurez plus à faire d'autres analyses tant que vous ne ferez pas de changements majeurs dans les méthodes d'alimentation ou de litière.

En l'absence de résultats d'analyses, vous pouvez vous baser sur les valeurs estimatives indiquées dans les publications du MAAO et dans le logiciel NManpc.

Étape 2. Faire analyser votre sol

Pour connaître les besoins de fertilisation d'un champ, il est nécessaire de procéder à une analyse de sol. C'est une opération qu'il est préférable de faire à la fin de l'automne ou au début du printemps. Chaque échantillon doit être représentatif d'une surface d'au maximum 25 acres et doit résulter du mélange d'au moins quarante carottes de sol prélevées sur 6 pouces de profondeur. Une fois les échantillons confectionnés, envoyez-les à un laboratoire agréé en matière d'analyses de sol.

L'analyse de base indiquera les teneurs de votre sol en phosphore, en potassium et en magnésium et la valeur de son pH. Le rapport d'analyse est accompagné de recommandations relatives aux engrais et au chaulage dont votre sol a besoin pour qu'une culture donnée y atteigne un rendement agronomique donné. Il convient de se fixer des objectifs réalistes en matière de rendement agronomique pour éviter la surfertilisation.

Figure 2. Prélèvement d'un échantillon de sol

Le personnel de votre bureau local du ministère de l'Agriculture, de l'Alimentation et des Affaires rurales de l'Ontario est en mesure de vous renseigner en détail sur les analyses de sol.

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Étape 3. Prendre en ligne de compte l'azote laissé par les épandages de fumier précédents et les cultures de légumineuses

Les légumineuses et le fumier sont des sources d'azote résiduel dont on oublie souvent de tenir compte lorsqu'on planifie la fertilisation de ses champs. Les racines des légumineuses ont cette propriété d'être pourvues de nodosités colonisées par des bactéries qui transforment l'azote de l'atmosphère en azote assimilable par les plantes. D'après le tableau II, on voit qu'un bon peuplement de luzerne peut fournir 100 lb d'azote par acre à la culture qui lui succède - un crédit d'azote plus que respectable!

Une partie de l'azote organique contenu dans le fumier épandu les années précédentes devient également assimilable par les plantes. La proportion de l'azote organique du fumier qui est assimilable par les plantes est approximativement de 10 % dans l'année qui suit l'épandage, de 5 % la deuxième année et de 2% la troisième année. Les publications 296F et 538F ou le logiciel NManpc peuvent vous aider à calculer cette quantité d'azote résiduel.

Étape 4. Déterminer le mode et l'époque de l'épandage, et le délai épandage-enfouissement

De nombreux facteurs entrent en jeu dans le choix du système d'épandage :

• le type de fumier
• la quantité de fumier à épandre
• la tolérance du sol au compactage
• l'éloignement des lieux d'épandage
• la possibilité de s'adresser à des entrepreneurs à façon

Les systèmes d'épandage du fumier doivent être de capacité suffisante afin que tout le fumier d'une exploitation puisse être épandu dans un laps de temps approprié. Les responsables de gros élevages donnent de plus en plus la préférence à des systèmes d'épandage s'alimentant directement aux structures de stockage (réseau d'irrigation ou canon arroseur automoteur) parce qu'ils leur permettent d'épandre de grandes quantités de fumier rapidement sans avoir à beaucoup se préoccuper du compactage. En revanche, ce genre de matériel suppose des champs peu éloignés (2-3 kilomètres au maximum) et un raccordement direct aux structures de stockage.

Le fumier épandu par les systèmes d'irrigation présente l'inconvénient de donner prise aux vents contraires : la répartition du produit est irrégulière, de fines gouttelettes sont disséminées au loin, de même que l'odeur, qui est aggravée. Pour pallier ces inconvénients, des chercheurs travaillent à mettre au point et à tester, dans des fermes de l'Ontario, des systèmes qui aspergent le fumier au ras du sol (Figure 3).

Figure 3. Pour pallier ces inconvénients, des chercheurs travaillent à mettre au point et à tester, dans des fermes de l'Ontario, des systèmes qui aspergent le fumier au ras du sol.

Les systèmes reposant sur l'emploi d'un épandeur ou tonne à lisier permettent plus de souplesse que les systèmes à raccordement direct. Cependant, pour réduire les problèmes de compactage, il convient de limiter le poids par essieu à 6 tonnes. L'épandeur permet l'épandage du fumier sur des champs très éloignés de l'exploitation, bien que les cofts deviennent prohibitifs au-delà de 4 à 6 kilomètres. Plusieurs grandes exploitations d'élevage ont eu recours à des camions et à des semi-remorques pour transporter le fumier jusqu'à des champs très éloignés.

L'utilisation d'un matériel d'épandage muni d'organes d'enfouissement joue un r^le crucial pour limiter les pertes d'azote. Le fumier qui est immédiatement incorporé au sol ne perd qu'un minimum d'azote ammoniacal. Les pertes d'azote sont beaucoup plus grandes par temps chaud et ensoleillé que par temps frais et nuageux. Elles sont également réduites si une pluie non érosive, d'environ 10 mm, tombe juste après l'épandage. Les publications du MAAO et le logiciel NManpc donnent de plus amples renseignements sur les moyens de déterminer l'effet des conditions météorologiques sur les pertes d'azote.

Étape 5. Déterminer les champs à fumier et les quantités à épandre par unité de surface

Il s'agit ici de déterminer les champs où le fumier sera mis à profit par les cultures. Plus les éléments fertilisants sont utilisés rapidement par la culture, plus on réduit les risques d'effets néfastes sur l'environnement. La meilleure façon d'atteindre ce but est d'épandre le fumier dans les champs qui sont déjà ensemencés ou qui le seront sous peu. Le choix doit être fondé sur les besoins les plus élevés en éléments fertilisants. Sur la plupart des fermes, les champs les plus proches des bâtiments d'élevage sont d'ordinaire ceux qui ont reçu le plus de fumier par le passé. Souvent ces champs présentent des taux très élevés d'éléments fertilisants résiduels. Il y a donc lieu d'envisager de transporter le fumier vers des champs plus éloignés. Les rotations culturales qui incluent le blé sont l'occasion tout indiquée d'épandre du fumier sur les champs éloignés.

Les épandages de fumier en couverture sur les cultures céréalières, les cultures de printemps ou le soya, demandent à être faits avec prudence, car une dose excessive augmentera le risque de verse. En ce qui concerne le soya, la plante utilisera l'azote du fumier, provoquant l'entrée en dormance des nodosités des racines. Cependant, d'après des recherches récentes, les nodosités se réactivent pour fabriquer l'azote nécessaire si l'azote du fumier vient à manquer au milieu de la saison.

En ce qui concerne les épandages d'été sur les cultures fourragères, les doses maximales sont de 4 000 gallons par acre. Pour réduire le risque de dégâts, il faut effectuer l'épandage aussitôt que possible après une fauche et choisir à cette fin des peuplements bien établis à forte proportion de graminées. Les lisiers concentrés des élevages de volaille ou de porcs à l'engrais ne doivent pas être épandus sur les cultures dont ils risquent de brfler le feuillage. Comparativement aux épandeurs traditionnels, les systèmes à raccordement direct tels que les systèmes d'irrigation ou les canons d'arrosage automoteurs (mûs par leur tuyau d'alimentation) tassent moins le sol et endommagent moins les collets des plantes. Il faut éviter les épandages de fumiers secs à cause des risques de contamination de la culture.

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On ajuste les doses à appliquer en fonction de plusieurs facteurs :

• La capacité d'absorption du sol. Il faut veiller à ne pas épandre le lisier en quantité telle que le sol ne parvienne pas à l'absorber et qu'il commence à ruisseler. Cette précaution est à respecter tout particulièrement au sujet des lisiers très clairs pompés dans la fosse qui recueille le purin et les eaux pluviales car, dans ce cas, le sol risque d'être saturé de liquide bien avant d'avoir reçu des éléments fertilisants en quantité suffisante.
  
• Les besoins en azote. L'azote migre rapidement dans le sol; s'il n'est pas absorbé rapidement par la culture, il se volatilise ou est entraîné par lessivage dans l'eau souterraine. Si l'on dispose d'une surface de terres suffisante, il est recommandé que 75 % des besoins d'azote de la culture soient comblés par l'apport de fumier.
  
• Les besoins en phosphore. Le phosphore qui n'est pas utilisé par la culture demeure dans le sol. Il faut donc veiller à ce que le phosphore ne s'accumule pas d'année en année et n'aboutisse à des teneurs excessives.
  
• Les besoins en potasse. Des apports excessifs et répétés de potasse peuvent à terme créer des teneurs excessives. La potasse excédentaire entraîne un déséquilibre dans l'état de fertilité du sol, lequel se répercute sur la composition nutritionnelle des plantes fourragères cultivées pour le troupeau laitier. Le foin et les ensilages risquent en effet à leur tour d'être trop riches en potasse, ce qui peut entraîner des baisses de productivité chez les animaux.

Il arrive souvent que le rapport d'analyse du sol indique qu'il n'est pas utile d'apporter au sol un élément fertilisant particulier quand on envisage une culture donnée. Si le but recherché est uniquement de combler les besoins définis d'après l'analyse de sol, on n'épand pas de fumier puisque celui-ci contient tous les types d'éléments fertilisants. Si on opte malgré tout pour le fumier, il est recommandé de faire en sorte que celui-ci n'apporte pas d'éléments fertilisants en quantité supérieure à ce que prélève la culture considérée. On réduit ainsi le risque d'une teneur excessive du sol en un élément particulier. Les tableaux des fiches sur les « Meilleures pratiques de gestion des éléments nutritifs », ou le logiciel NManpc du MAAO facilitent ce genre de calcul.

La rotation culturale est une des méthodes qui permet d'apporter aux cultures les quantités voulues d'éléments fertilisants et maintenir l'équilibre entre les différents éléments dans le sol. Par exemple, une culture continue de maïs-grain a principalement besoin d'azote. Si on épand du fumier pour répondre à ces besoins en azote, la teneur en phosphate et en potasse du sol finit par atteindre, au bout de quelques années, des niveaux excessifs. Par contre, si le maïs est en rotation avec la luzerne, le rééquilibrage des teneurs devient possible puisque la luzerne prélève de grandes quantités de phosphore et de potasse.

Étape 6. Choisir vos engrais de complément

Dans la plupart des cas, il faut épandre des engrais complémentaires pour suppléer aux insuffisances du fumier. De nombreux maïsiculteurs obtiennent de bons résultats en épandant une quantité de fumier qui couvre les deux tiers ou les trois quarts des besoins en azote de leur culture, et en complétant par des engrais au moment du semis ou en cours de croissance. L'application d'engrais démarrage est recommandée à cause de l'irrégularité avec laquelle le fumier est étalé et des variations climatiques au printemps d'une année à l'autre. L'engrais démarrage est fortement recommandé pour le maïs semé sans préparation du sol, quand les sols ne sont pas bien drainés, ou qu'ils sont frais et humides au moment du semis. L'engrais démarrage est à éviter si les analyses de sol indiquent des teneurs excessives en P ou en K.

Les publications 296F, 363F, 538F et le logiciel NManpc peuvent vous aider à faire la comparaison entre les éléments fertilisants qui sont requis par la culture et ceux qui sont fournis par le fumier, l'engrais démarrage et les engrais verts.

Étape 7. Régler votre épandeur

Le réglage de l'épandeur à fumier est une étape essentielle, quoique souvent négligée, pour l'agriculteur qui veut s'assurer que ses cultures recevront effectivement les quantités recommandées d'éléments fertilisants. C'est une étape qui vient s'ajouter aux analyses de sol et de fumier et à l'établissement du plan de fertilisation.

De nombreux producteurs estiment la quantité de fumier qu'ils épandent en multipliant le nombre de chargements qu'ils apportent dans un champ par la capacité de l'épandeur. Cette méthode, qui peut paraître bonne, ne tient toutefois pas compte des différences de densité du fumier ni du fait que l'on remplit ou non l'épandeur en respectant les spécifications du fabricant. A l'aide des densités estimatives de fumier données dans le tableau 3, vous pouvez calculer le poids de fumier à partir du volume de votre épandeur. Une meilleure solution est de peser un chargement type de fumier et d'utiliser cette donnée dans vos calculs.

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Plusieurs méthodes sont utilisées pour mesurer les taux d'épandage. Dans le cas du fumier sec, une méthode rapide consiste à peser le fumier épandu sur une bâche de plastique posée sur le passage de l'épandeur (Figure 4). Quand il s'agit de lisier, on peut mesurer la profondeur du lisier recueilli dans un seau cylindrique. Le tableau 4 indique les volumes d'épandage correspondants aux quantités mesurées sur la bâche ou dans le seau.

Figure 4. Dans le cas du fumier sec, une méthode rapide consiste à peser le fumier épandu sur une bâche de plastique posée sur le passage de l'épandeur.

Le marché propose de nouvelles méthodes en matière de mesure rapide et précise des quantités de fumier épandues. On peut monter sur son épandeur un débitmètre en circuit ouvert qui indique instantanément le nombre de gallons appliqués à l'heure. Les chercheurs travaillent à la mise au point d'un appareil qui calcule instantanément le nombre de gallons appliqués à l'acre en combinant les données du débitmètre avec la largeur couverte par un passage d'épandeur et la vitesse à laquelle avance la machine.

Étape 8. Intégrer les mesures de lutte contre l'érosion, le ruissellement de surface et la contamination du réseau de drainage souterrain

Un plan de fertilisation rationnellement établi vous aide à tirer le meilleur parti des éléments fertilisants, mais s'il ne s'accompagne pas de mesures destinées à prévenir l'érosion, le ruissellement de surface et le lessivage dans le réseau de drainage, le risque de problèmes de pollution de l'eau continuera de se poser.

Sous l'effet de la pluie et de la fonte des neiges, l'azote organique peut être entraîné dans les cours d'eau lorsqu'on épand du fumier sur des terres à nu. Le phosphore excédentaire, fixé aux particules de terre, peut se retrouver dans les cours d'eau par suite de l'érosion du sol. Les pratiques de conservation traditionnelles - par exemple le travail réduit du sol et l'engazonnement des fossés et des rivières - contribuent dans une grande mesure à réduire les risques de migration des éléments fertilisants dans les cours d'eau qui bordent les champs. Le fumier liquide ne devrait pas être épandu à moins de 30 pieds d'un cours d'eau, et le fumier sec à moins de 15 pieds.

L'eau recueillie par les tuyaux de drainage souterrain peut devenir contaminée si le fumier s'y infiltre à la faveur de crevasses dans le sol ou s'il s'écoule à l'intérieur d'un regard du réseau. Dans le cas du lisier, on doit maintenir une zone tampon de 30 pieds autour d'un regard (de 15 pieds pour le fumier sec). Dans les champs où le réseau de drainage a déjà été contaminé par le fumier qui s'écoule dans les crevasses du sol ou entre les macropores, il est recommandé de travailler le sol avant d'épandre le fumier.

Étape 9. Évacuer tout le fumier produit sur la ferme

L'éleveur qui achète à l'extérieur une quantité importante d'aliments du bétail ne dispose probablement pas d'une superficie suffisante pour s'y défaire de tout le fumier produit. Voici quelques solutions envisageables pour l'élimination du fumier excédentaire :

• S'entendre avec les agriculteurs voisins qui pourraient utiliser le fumier excédentaire pour répondre aux besoins de leurs cultures.
• Composter le fumier pour en réduire le volume et l'odeur.
• Faire une rotation des cultures qui laisse une meilleure marge de manoeuvre quant aux époques d'épandage et aux quantités de fumier par unité de surface.
• Séparer les solides du liquide et épandre les solides sur d'autres fermes.

Étape 10. Réviser votre plan tous les ans

Votre plan de gestion doit être révisé tous les ans. De nombreux facteurs peuvent justifier un changement du plan, par exemple :

• nouvelles analyses de sol et de fumier
• changements de cultures
• changements de méthodes d'épandage
• changements quant aux types de bétail et à leur effectif
• changements de programmes d'alimentation, d'abreuvement ou de litières

De ces facteurs dépendent d'une part la quantité d'éléments fertilisants nécessaires, d'autre part les quantités, les époques et les méthodes d'apport de ces éléments.

Résumé

Le fumier peut fournir en totalité ou en partie les éléments fertilisants dont les cultures ont besoin, à condition d'être épandu au bon moment et en quantité appropriée. Le plan d'utilisation raisonnée des éléments fertilisants est la meilleure méthode pour maximiser la valeur fertilisante de son fumier tout en réduisant le risque de polluer sa source d'eau ou celle de ses voisins.

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Documents de référence

La présente publication fait état des renseignements dont vous avez besoin pour établir un plan de fertilisation raisonnée. Les outils suivants sont disponibles auprès du MAAO:

• Le logiciel « NMANPC » organise et calcule les données relatives au fumier, au sol et à la culture pour vous aider à élaborer un plan de fertilisation raisonnée.
• La publication 538F du MAAO intitulée Fiche de travail pour la gestion des éléments fertilisants explique la méthode à suivre pour effectuer, manuellement, les étapes que le logiciel NMANPC réalise automatiquement.
• La publication 296F du MAAO donne des renseignements de base.
• Le document intitulé Nutrient Management àest Management Practices, publié par le MAAO et Agriculture et Agroalimentaire Canada, donne également de précieux conseils.

Personnes ou organismes ressources :

• Les entrepreneurs à façon qui ont suivi des cours offerts par le MAAO
• Les consultants en agriculture
• Les laboratoires qui effectuent des analyses de sol et de fumier

Pour de plus amples renseignements, consultez les pages jaunes de l'annuaire de votre région, ou adressez-vous à l'ingénieur agronome du bureau du MAAO de votre région ou à un conseiller en sols et en cultures.

Remerciements

Les auteurs de la présente fiche tiennent à exprimer leur reconnaissance au Natural Resource Conservation Service, USDA, pour le concept des 10 étapes.

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