Informations sur l'échantillonnage des engrais verts et l'analyse des sols

L'agriculture moderne et l'entretien des espaces verts requièrent une compréhension approfondie de la composition des sols et des apports nécessaires pour optimiser la croissance des plantes. Au cœur de cette démarche se trouve l'échantillonnage, une étape cruciale pour obtenir des analyses fiables, qu'il s'agisse de fourrages, de sols de jardin, ou d'engrais. Une approche méthodique et rigoureuse est indispensable pour éviter les erreurs qui pourraient fausser les résultats et conduire à des décisions suboptimales.

L'importance de l'échantillonnage des sols pour les engrais verts et la fertilité

Les engrais verts sont des végétaux à croissance rapide plantés pour améliorer le sol et le protéger, ils y sont ensuite enfouis. Leur rôle est multiple et essentiel pour une agriculture durable. Ils nourrissent les futures cultures en apportant au sol, lors de leur décomposition, de nombreux éléments nutritifs. Par exemple, le trèfle, une légumineuse, fixe l'azote de l'air, rendant ainsi le sol riche en cet élément indispensable. Le sarrasin est riche en carbone, tandis que la moutarde et le sarrasin sont riches en phosphore.

Il est déconseillé de laisser un sol nu entre deux cultures. La plantation d'engrais vert va éviter qu'une croûte de battance se forme et limite le développement des adventices. Les engrais verts évitent également le lessivage des nutriments, puisque ceux-ci sont assimilés par les plantes. Certains ameublissent le sol et limitent l'érosion grâce à un système racinaire puissant, comme le seigle, la luzerne ou l'avoine. La décomposition de ces engrais verts favorise l'activité des micro-organismes présents dans le sol et des vers de terre qui vont l'aérer. Il est préférable de faucher l'engrais vert avant qu'il ne monte en graines, pour éviter les semis spontanés. Si la culture qui suit ne supporte ni les débris végétaux (comme les légumes racines) ni les matières en décomposition (comme les alliacées), l'engrais vert doit être arraché avec sa racine.

Les engrais verts peuvent être semés au printemps. Ils doivent avoir un développement rapide et supporter les gelées pour pouvoir précéder les cultures de la fin du printemps. En février, on peut semer de l'avoine ou de la vesce, qui seront fauchées en juin. En mars-avril, la moutarde et la phacélie peuvent être semées pour un fauchage en juin.

Pour évaluer la nécessité et l'efficacité de ces engrais verts, l'analyse du sol est primordiale. Tu peux également faire analyser la terre de ton jardin potager ou d'aromatiques auprès du LBU (laboratoire pour analyses du sol et de l’environnement). Le LBU analyse également les polluants et les contaminations du sol, offrant divers paramètres organiques et inorganiques.

Les principes de l'échantillonnage de sol : du composite à la précision

L'échantillonnage composite de sol consiste à prélever de nombreux petits échantillons de sol sur l'ensemble d'une parcelle et à les mélanger pour obtenir un seul échantillon. Cet échantillon composite unique fournit des valeurs moyennes d'analyse de sol (éléments nutritifs, pH, etc.) pour toute la zone. L'échantillonnage composite est souvent utilisé lorsqu'une zone semble relativement homogène et qu'un niveau de fertilité général est nécessaire. Un bulletin de vulgarisation agricole explique que "l’échantillonnage des sols commence par un échantillon composite représentatif". Ce résultat composite oriente la gestion (fertilisation, chaulage, etc.) pour l’ensemble de la zone. Si les conditions sont réellement uniformes, un échantillon composite pour 4 à 6 hectares peut suffire.

À l'échelle mondiale, le prix des engrais a augmenté de près de 800 000 tonnes depuis 2020, incitant les agriculteurs à adopter des méthodes d'analyse des sols plus économiques. L'échantillonnage composite permet de réduire les coûts d'analyse tout en fournissant des informations précieuses. Ses avantages sont multiples :

1. Rentabilité : On utilise moins d'analyses en laboratoire qu'en testant chaque site.
2. Gain de temps : Il est plus rapide de prélever et de traiter un seul échantillon mixte que des dizaines d'échantillons séparés.
3. Simplicité : L’échantillonnage composite nécessite moins de planification et de gestion des données.
4. Convient aux zones uniformes : Lorsqu'une zone présente un sol et des pratiques de gestion véritablement uniformes, l'indice composite fournit une estimation fiable de la fertilité moyenne.

Ces avantages ont fait de l'échantillonnage composite une pratique courante. Un conseiller agricole souligne que l'échantillonnage par quadrillage GPS (utilisant de nombreux points) est plus précis et coûteux, tandis que l'échantillonnage composite "consiste à mélanger des échantillons de sol provenant de différents endroits… pour créer un seul échantillon", ce qui est plus simple.

Limites de l'échantillonnage composite et l'émergence de la précision

Malgré ses avantages, l'échantillonnage composite présente des inconvénients, particulièrement dans des sols hétérogènes.a. Variabilité des masques : En faisant la moyenne de nombreux points, les échantillons composites masquent les zones à forte et à faible teneur en nutriments. Par exemple, une parcelle très riche en phosphore ou un coin avec un pH faible seront dilués dans la moyenne. Un blogue sur l'agriculture de précision met en garde contre le fait que le mélange d'échantillons provenant de différents emplacements "peut masquer les variations des nutriments du sol".b. Ne convient pas aux petits problèmes : Les échantillons composites sont peu judicieux si vous soupçonnez un problème localisé. Par exemple, si un endroit précis a été touché par un déversement de pesticide ou présente un retard de croissance extrême, un échantillon composite prélevé sur l'ensemble du champ risque de ne pas le détecter.c. Risque de dilution : Si une petite sous-zone est contaminée ou fortement enrichie, son signal peut être dilué au-delà du seuil de détection. C’est ce qu’on appelle le problème de la "moyenne non détectable" : quelques carottes prélevées dans une zone contaminée peuvent se fondre dans l’échantillon global.d. Traitement uniforme malgré les variations : Un test composite aboutit à une recommandation unique pour l'ensemble de la zone. Cela peut entraîner un surdosage d'engrais sur les parcelles déjà riches et un sous-dosage là où le sol est plus pauvre. À terme, cette inefficacité peut engendrer un gaspillage de ressources et d'argent.

Des études ont montré que près de 451 millions de parcelles agricoles échantillonnées présentaient une variabilité spatiale suffisante pour que l'échantillonnage composite masque des différences critiques en matière de nutriments, rendant ainsi indispensable un échantillonnage de précision par zone. Des données récentes révèlent également une augmentation de 121 millions de cas de contamination non détectée lors de l'utilisation de méthodes composites dans des sols hétérogènes.

Les progrès récents en agriculture de précision et en télédétection transforment nos méthodes d'échantillonnage des sols. Au lieu de l'approche "un champ - un échantillon", l'analyse des sols préconise "plusieurs zones - plusieurs échantillons", chacun faisant l'objet d'une moyenne distincte. L'échantillonnage composite demeure un élément clé de l'analyse des sols, mais les données PA/RS (agriculture de précision / télédétection) permettent de définir précisément où prélever ces échantillons composites et comment exploiter leurs résultats. L'échantillonnage composite est idéal pour les zones réputées relativement uniformes. Certains systèmes d'agriculture de précision recommandent désormais un échantillon par hectare pour une cartographie précise à long terme. Des systèmes robotisés mobiles peuvent prélever des échantillons de sol de 50 g à 200 mm de profondeur, analysés en une dizaine de minutes chacun pour obtenir des données en temps réel sur les nutriments et le pH.

Procédure d'échantillonnage de sol pour une fiabilité maximale

La prise d'échantillon est la source d'erreur la plus importante dans l'estimation de la valeur d'un fourrage ou d'un sol. Pour obtenir des résultats fiables, une planification minutieuse est essentielle.

Planification avant le prélèvement

Avant de vous rendre sur le terrain, planifiez soigneusement l'emplacement et la méthode d'échantillonnage.

1. Définir les zones d'échantillonnage : Divisez le champ en sections présentant des caractéristiques de sol et un historique similaires. Utilisez les informations relatives au type de sol, aux rotations culturales antérieures, à la topographie et aux pratiques culturales. De nombreuses recommandations préconisent de cartographier les zones homogènes avant l'échantillonnage. Un échantillon composite sera prélevé dans chaque zone. Si une parcelle est parfaitement homogène, un seul échantillon composite peut couvrir jusqu'à 4 à 6 hectares ; sinon, il convient de la diviser.
2. Quand scinder les zones : Envisagez de réaliser des échantillons composites distincts si vous observez des différences marquées de couleur, de pente ou de gestion du sol. Exemples typiques : une zone basse comparée à un sommet ; un coin de champ irrigué différemment ; ou une ancienne cour de ferme comparée au reste du champ. Séparez également les échantillons par zones de culture - par exemple, si vous avez semé du maïs sur une partie et du soja sur une autre.
3. Taille de l'unité d'échantillonnage : Les services de vulgarisation agricole fournissent des recommandations concernant la taille des zones composites. L'Université d'État du Michigan (MSU) recommande que chaque échantillon composite ne représente pas plus de 10 à 15 acres dans des parcelles uniformes. L'Université d'État de l'Iowa (Iowa State) indique qu'un échantillon de zone uniforme ne devrait pas dépasser 10 acres.
4. Outils et équipements : Préparez des outils propres et prêts à l'emploi. Une sonde à sol ou une tarière est préférable pour prélever des carottes de profondeur constante. Apportez des étiquettes, un marqueur ou un stylo indélébile, et (facultativement) un GPS ou une carte du terrain pour marquer les points d'échantillonnage. Prévoir le travail à l'avance (avec une carte des zones et le nombre d'échantillons) permet de l'optimiser. De nombreux agriculteurs utilisent des GPS ou des smartphones pour marquer les points d'échantillonnage au fur et à mesure de leurs déplacements, ce qui facilite les prélèvements ultérieurs. Les outils de précision modernes (comme les applications pour smartphones) peuvent même guider un échantillonnage par motifs ou en grille.

L'analyse des sols par échantillonnage composite demeure la pierre angulaire de l'agriculture de précision. À mesure que les exploitations agricoles adoptent les outils numériques, l'échantillonnage composite demeure une première étape cruciale pour générer des données de laboratoire fiables permettant de formuler des recommandations sur les nutriments. L’échantillonnage composite accélère l’évaluation de la fertilité des sols, en phase avec l’adoption croissante d’outils de terrain équipés de GPS : plus de 90 % des agronomes utilisent désormais ces dispositifs lors de leurs prélèvements.

Réalisation des prélèvements

Une fois les zones définies et les outils prêts, il convient de suivre une procédure rigoureuse. Les étapes principales sont : la définition du schéma, la profondeur, le prélèvement, le mélange, le sous-échantillonnage et l'étiquetage.

1. Schéma d'échantillonnage : La variabilité des sols au sein d'une même parcelle peut être importante : des études récentes montrent que les concentrations d'éléments nutritifs peuvent varier jusqu'à 40% dans une même zone de 4 hectares. Pour éviter les biais, prélevez des sous-échantillons de manière aléatoire ou systématique au sein de la zone. Une méthode simple consiste à effectuer un parcours en zigzag ou en W : parcourez la zone en zigzag, en vous arrêtant à intervalles à peu près égaux pour prélever un échantillon. Pour les grandes parcelles, on peut superposer une grille (par exemple, des carrés de 0,8 à 1,2 hectare) et effectuer un échantillonnage à chaque point ; c’est la méthode classique d’échantillonnage par grille. On peut aussi utiliser une carte de rendement ou une carte NDVI pour identifier les zones de productivité élevée, moyenne et faible (zones de gestion) et échantillonner chacune séparément.
2. Profondeur de prélèvement : La profondeur du sol influe sur la disponibilité des nutriments : des études montrent que plus de 70% de phosphore et de potassium assimilables par les plantes sont concentrées dans les 15 premiers centimètres du sol. Prélevez tous les sous-échantillons à la même profondeur, car cela influe sur les résultats des analyses. Pour la plupart des cultures en rangs (maïs, soja, blé), la profondeur standard est d'environ 15 cm (0 à 6 pouces), ce qui correspond à la zone où se concentrent la plupart des racines et des nutriments. Dans les champs sans labour, certains experts recommandent une profondeur de 20 cm (8 pouces) car les résidus ralentissent la pénétration. Pour l'analyse des nutriments mobiles (notamment l'azote nitrique ou le sel), prélevez un échantillon supplémentaire plus profond, entre 15 et 60 cm (6 et 24 pouces), en deux couches : 0-15 cm (0-6 pouces) et 15-60 cm (6-24 pouces).
3. Prélèvement des carottes : D'après de récentes recherches agronomiques, l'utilisation de 15 à 20 carottes par échantillon composite réduit en moyenne l'erreur d'échantillonnage de 90% par rapport à l'utilisation de seulement 5 carottes. À l'aide d'une sonde à sol (ou d'une tarière), prélevez une carotte ou une tranche de sol à chaque point d'échantillonnage. Insérez la sonde verticalement et extrayez la carotte jusqu'à la profondeur souhaitée. Placez chaque carotte dans un seau propre. La plupart des recommandations préconisent 15 à 25 carottes par échantillon composite pour obtenir une moyenne fiable. En pratique, on prélève généralement 15 à 20 carottes. Répartissez-les uniformément (par exemple, une carotte par 0,2 à 0,4 hectare sur une superficie de 4 hectares) ou suivez le schéma choisi. Si une carotte présente un aspect très différent (par exemple, beaucoup plus foncée ou granuleuse), vous pouvez la jeter et en prélever une autre afin d'éviter toute distorsion de l'échantillon composite.
4. Mélange des échantillons : Le mélange est crucial : des études montrent qu'un mélange incorrect peut entraîner des problèmes. Videz tous les sous-échantillons du seau sur une bâche propre ou directement dans le seau et émiettez-les. Mélangez-les soigneusement jusqu'à obtenir une terre homogène. Retirez les pierres, les racines et les débris pendant le mélange. Si la terre est très humide ou argileuse, il peut être nécessaire de la laisser sécher partiellement à l'air libre (les mottes humides ne se mélangent pas bien), mais procédez délicatement.
5. Sous-échantillonnage pour le laboratoire : Prélevez un sous-échantillon de terre bien mélangée à envoyer au laboratoire. Il s'agit généralement d'environ 0,5 à 1 kg de terre. N'envoyez pas le seau entier. Remplissez le récipient ou le sac du laboratoire avec environ 0,5 à 1 litre (ou selon les instructions du laboratoire). Cette "aliquote" constitue votre échantillon composite. Le laboratoire n'a besoin que de cette petite portion homogène, et non de la totalité des carottes.

Étiquetage et conservation

Selon les rapports de la FAO, Plus de 30% d'erreurs dans les analyses de sol sont dues à des erreurs d'étiquetage ou à une mauvaise tenue des registres. Étiquetez clairement le récipient d'échantillon avant ou immédiatement après l'avoir rempli. Indiquez au moins : l'identifiant de la parcelle ou de la zone (un code unique), la date, la profondeur de l'échantillon (par exemple, 0 à 15 cm), la culture précédente (le cas échéant) et votre nom ou celui de la personne ayant effectué le prélèvement. Il est essentiel d'inscrire ces informations sur le sac ou la boîte, tant pour le laboratoire que pour les analyses ultérieures. Conservez un registre (dans un livre ou un fichier numérique) de chaque échantillon, indiquant son identifiant, la zone/le champ d'origine et toute note (par exemple : "extrémité est du champ" ou "au sud du tuyau d'irrigation"). Chaque échantillon composite (avec son étiquette) est ensuite envoyé au laboratoire. Avant l'expédition, assurez-vous qu'il soit sec ou légèrement séché. (Certains laboratoires préfèrent les échantillons séchés à l'air libre à température ambiante pour éviter la moisissure ou la perte de nutriments.) En cas de retard d'expédition, conservez les échantillons au frais et à l'abri du soleil. Si le laboratoire effectue des analyses de composés organiques volatils (rare en agriculture), ne séchez pas l'échantillon.

Fréquence des analyses

Tu peux en règle générale prélever un échantillon de gazon toute l’année, à condition que le sol ne soit pas gelé. La période idéale se situe entre l’automne et le printemps, de préférence avant la première fumure. Dans des conditions normales, une analyse tous les 3 à 5 ans suffit. Si les conditions sont particulières, par exemple si le gazon est fortement sous-alimenté ou suralimenté en éléments nutritifs, il est recommandé d’effectuer une analyse tous les 1 à 2 ans.

Applications de l'échantillonnage de sol

1. Agriculture (Champs cultivés) : L'analyse de fertilité des sols avant les semis est sans doute l'utilisation la plus courante. Les agriculteurs prélèvent des échantillons composites dans leurs parcelles tous les deux ou trois ans (souvent en rotation) afin d'adapter la fertilisation et le chaulage.
2. Pelouses et jardins : Les propriétaires et les paysagistes prélèvent souvent des échantillons composites de pelouses, de gazon ou de potagers pour analyser les nutriments et le pH. Cet échantillon peut couvrir la totalité du terrain ou une partie seulement.
3. Évaluation environnementale : Pour dépister rapidement les contaminants sur un site, l'échantillonnage composite peut être utilisé pour obtenir une vue d'ensemble rapide, avant d'affiner avec des échantillons discrets si des problèmes sont détectés.

Échantillonnage spécifique des fourrages

L'échantillonnage ne se limite pas aux sols. Pour les fourrages, la précision est également essentielle. Les membres du RMT « Prairies demain » rappellent le protocole pour réaliser un échantillon représentatif, qu'il s'agisse d'herbe fraîche, d'ensilage, d'enrubannage ou de foin. La prise d'échantillon est la source d'erreur la plus importante dans l'estimation de la valeur d'un fourrage.

Types d'échantillonnage possibles selon le type de fourrage

Pour les fourrages conservés, l'échantillonnage peut se faire sur le fourrage vert à la récolte ou lors de l'utilisation du fourrage. Il est crucial d'éviter de souiller le prélèvement avec de la terre.

Échantillonnage après préfanage (sur l'andain ou à la mise en silo)

• Sur l'andain (minimum 1 kg frais pour l'échantillon) : Confectionner une pince de prélèvement avec deux lattes de fois de 1,5 m de long. Passer une latte sous l'andain, l'autre au-dessus et en serrant les deux, prélever le fourrage. Effectuer au minimum 4 prélèvements sur une parcelle d'1 ha puis un prélèvement par ha supplémentaire.
• À la mise en silo : Lors du déchargement des remorques, prélever au moins 5 échantillons à intervalles réguliers sur chaque remorque. Si les fourrages constituant le silo sont très différents (ex : luzerne et graminée), les faire analyser séparément.

Échantillonnage des ensilages

• Avant l'ouverture du silo (attendre au minimum 4 semaines après l'ensilage) : Réaliser des carottages verticaux à au moins 3 endroits du silo à l'aide d'une sonde spécifique.
• Sur le front d'attaque : Prélever tous les 50 cm sur différentes verticales à raison d'une verticale tous les 2 m. Faire un minimum de 9 prélèvements sur une profondeur similaire d'au moins 20 cm sur la surface fraîche. Pour les silos sandwich, mieux vaut faire une analyse par couche.

Échantillonnage de foin et des fourrages enrubannés

Réaliser les prélèvements sur plusieurs balles d'un même lot (au moins 5) pour un échantillon d'environ 500 g frais.

• Sur balle ouverte : Prélever au moins 10 poignées à différents endroits dans toutes les couches.
• Sur balle fermée : Faire un prélèvement unique au travers de toutes les couches grâce à une sonde. Penser à bien reboucher le trou et recoller le plastique.
• Foin en vrac (séchage en grange) : Il est difficile de prélever un échantillon représentatif dans les cellules de ventilation du foin. Mieux vaut réaliser l'échantillon sur le fourrage vert à la récolte.

Emballage et étiquetage des échantillons de fourrage

L'échantillon devra être placé dans un sac plastique vidé de son air, bien fermé et hermétique.

Analyse de l'azote dans les engrais : la méthode Dumas

L'azote est un macronutriment essentiel à la croissance des plantes. En raison de l'agriculture intensive, le processus naturel de régénération du sol est impossible. Les nutriments doivent donc être ajoutés artificiellement à l'aide d'engrais. L'ajout d'azote augmente le rendement des cultures, mais un excès d'azote peut avoir un impact négatif sur l'environnement et sur la qualité des produits. Il faut donc trouver un bon équilibre, ce qui n'est possible qu'en connaissant la teneur exacte en azote des engrais utilisés.

Dans la méthode Dumas, l'azote contenu dans l'échantillon est oxydé en oxydes d'azote dans une atmosphère d'oxygène, à haute température et en présence d'un catalyseur. Ensuite, les oxydes d'azote sont réduits en azote à l'aide de cuivre. Les produits secondaires, l'eau et le dioxyde de carbone, sont séparés dans des pièges spécifiques.

Préparation des échantillons (engrais solides)

L'échantillon est homogénéisé à l'aide d'un broyeur à rotor à vitesse variable. Juste avant la pesée, il est de nouveau mélangé à la main. Ensuite, l'échantillon est pesé dans une feuille d'étain. Après avoir fermé la feuille d'étain, l'échantillon est placé dans le portoir. Selon la matrice de l'échantillon, la masse de l'échantillon peut être réduite pour augmenter la durée de vie des consommables.

Préparation des échantillons (engrais liquides)

L'échantillon doit être représentatif. Juste avant la pesée, il est de nouveau agité. Une feuille d'étain (DumaFoil) est tarée et un peu de Super-Absorber (ratio 1:10) est ajouté. Après que la balance ait de nouveau été tarée, l'échantillon est ajouté à l'aide d'une seringue. Après la pesée, l'échantillon est laissé réagir avec le Super-Absorbeur de sorte à ce qu'un gel se forme. Enfin, la feuille d'étain est fermée et l'échantillon peut être placé dans le portoir. Selon la matrice de l'échantillon, la masse de l'échantillon peut être réduite pour augmenter la durée de vie des consommables.

Étalonnage

L'étalonnage choisi doit couvrir la gamme de travail. Un étalonnage de 1 mgN à 10 mgN effectué avec de l'EDTA est généralement suffisant.

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