La connaissance approfondie des caractéristiques de ses sols est une pierre angulaire pour une gestion agricole durable et efficiente. Une telle caractérisation permet d'optimiser les systèmes de culture, d'adapter les apports en nutriments aux besoins réels des plantes et de préserver la qualité des terres pour les générations futures. Cet article explore les divers aspects de l'indice de fertilisation du sol, depuis les paramètres physiques fondamentaux jusqu'aux bioindicateurs avancés, en passant par les stratégies de gestion des nutriments et les pratiques en agriculture de conservation des sols (ACS).
Mesurer les Qualités Fondamentales du Sol
Plusieurs paramètres clés exercent une influence déterminante sur les propriétés agronomiques et les processus physiques, biologiques et chimiques qui animent les sols. Il est impératif de connaître la profondeur des sols, la texture, le pH et le taux de calcaire. Ces données, nécessitant un investissement financier modeste, sont mobilisables durant plusieurs générations.
La Texture du Sol
La texture du sol représente la proportion d'argiles, de limons et de sables au sein de sa fraction minérale. Cette composition a un impact direct sur les propriétés du sol :
- Sols argileux : Plus un sol est argileux, plus il a tendance à se tasser et moins la vitesse d'infiltration de l'eau est élevée. Cependant, l'argile et les limons permettent de retenir davantage de nutriments et d'oligo-éléments.
- Sols sableux : Au contraire, plus un sol est sableux, moins il retient l'eau et les nutriments. Les organismes du sol, notamment les vers de terre, y sont moins actifs, et le sol est moins apte à assurer l'ancrage des racines des plantes.
La Profondeur du Sol et la Profondeur d’Enracinement des Cultures
La profondeur du sol influence fortement le réservoir utilisable en eau. Pour la déterminer, il est nécessaire d'effectuer un sondage à l'aide d'une tarière ou de réaliser des fosses pédologiques dans les parcelles.
En France métropolitaine, la profondeur du sol varie principalement en fonction des roches à partir desquelles le sol s'est développé. L'estimation de l'eau retenue pour différentes classes de textures de sol est un indicateur crucial pour la gestion de l'irrigation. Des guides spécifiques, comme "Le guide d'estimation du Réservoir en eau du sol utilisable par les cultures", fournissent des méthodes rigoureuses pour cette estimation.
La Teneur en Calcaire et le pH
Le statut acido-basique d'un sol, défini par la mesure du pH de la solution de sol (une analyse de routine en laboratoire), indique la quantité d'acidité (protons H+) présente dans le sol. Un pH trop acide peut entraîner des problèmes de structure du sol, affecter la vie du sol ou rendre certains éléments moins disponibles pour les plantes, tels que le phosphore ou certains oligo-éléments.
Dans les sols acides (non calcaires), le chaulage permet l'apport d'ions calcium (Ca²+) et/ou magnésium (Mg²+) si l'amendement se fait sous forme de dolomie, liés à des carbonates (CO3-). Le Ca² et le Mg² prennent alors la place des protons H+ adsorbés sur les particules fines du sol qui forment le complexe organo-minéral (anciennement appelé complexe argilo-humique).
De nombreuses cartographies des paramètres de la qualité des sols sont disponibles pour la France, regroupées au sein de la plateforme du Groupement d’intérêt Scientifique SOL. Basée sur les Référentiels Régionaux Pédologiques (RRP), une typologie agronomique des sols, les TypTerres, est en cours de construction. Terres Inovia, partenaire du projet IDTypterres (Casdar 2021-2024), vise à faciliter l'identification des types de sols, leurs qualités et paramètres agronomiques via des outils nomades et des données harmonisées. Ces outils permettront d'obtenir des valeurs d'estimations de paramètres ou propriétés des sols à partir de données de géolocalisation. Cependant, l'échelle de résolution des RRP et des TypTerres n'est pas toujours assez précise pour un usage à l'échelle parcellaire. L'outil Geosol, quant à lui, fournit un ordre de grandeur de certains paramètres de la qualité des sols à l'échelle du canton ou de la petite région agricole.
Mesurer les Stocks de Nutriments pour Adapter les Apports
Pour adapter les apports au plus près des besoins des cultures, il est essentiel de mesurer les stocks de nutriments présents dans le sol. L'azote, par exemple, provient presque exclusivement des végétaux. En revanche, le phosphore, le potassium, le calcium et le magnésium peuvent avoir une seconde origine : le matériau parental (la roche-mère). Le stock d'éléments fourni par la roche, parfois très élevé, est inclus dans des minéraux peu ou très peu solubles à court terme.
De quoi est fait le sol ? 🌍 Matière organique, minéraux, eau et air expliqués simplement
Des mesures normées de ces éléments sont effectuées par les laboratoires sur de la terre séchée et tamisée à 2 mm. Ces analyses permettent de comparer les grands traits de la dynamique des éléments P, K et Mg (toutes les quantités sont exprimées en P, K et Mg et non P2O5, K2O ou MgO : 1 P <=> 2.29 P2O5 ; 1K <=> 1.20 K2O ; 1 Mg <=> 1.66 MgO).
Lors des récoltes, une quantité significative de nutriments est exportée. Dans les systèmes de grandes cultures pures, la source de nutriments du sol doit être complétée par des apports d'engrais minéraux et/ou organiques. La fertilisation doit être adaptée en fonction des précédents culturaux, des cultures de rente à venir et du rendement visé. Il est possible de piloter les apports au plus près des besoins en tenant compte des teneurs en nutriments disponibles dans le sol. Pour cela, il est recommandé de réaliser régulièrement des analyses de terre et de s'appuyer sur les brochures éditées par le Comifer, issues de groupes de travail nationaux sur la fertilisation. Des teneurs seuils par élément et type de sol sont proposées par Arvalis dans la brochure Comifer (La fertilisation P - K - Mg 2019, page 24).
Le report, ou l'éventuelle quantité excédentaire de fertilisant apportée les années précédentes, est également un facteur à considérer.
La Gestion du Phosphore
Le phosphore est un élément essentiel pour la croissance des plantes, mais son excès dans le sol peut avoir des conséquences environnementales. Les rejets importants de phosphore dans le sol proviennent des déjections animales ou d'apports excédant les besoins des cultures. Le transfert de phosphore vers les écosystèmes aquatiques est un enjeu majeur. Il est donc crucial de comprendre comment la fertilisation phosphatée impacte la teneur du sol en phosphore et sa saturation.
Plusieurs études ont examiné les effets de différents types d'apports. Par exemple, Tran et al. (1996) ont montré qu'un apport de 15 kg de phosphore par hectare (P/ha) sous forme d’engrais minéral à un sol argileux-loameux avec une faible teneur en phosphore augmente sa teneur de 1 kg P/ha, tandis qu'un apport de 30 kg P/ha sous forme de lisier de porc engendre une augmentation de la teneur du sol de 1 kg P/ha. Une autre étude de Gangbazo et al. (1998) a révélé qu'un apport de 800 kg/ha de fumier de bovins laitiers, à un taux d'humidité de 15 %, sur une prairie pendant quatre années consécutives, augmente la teneur du sol de 5 à 15 kg P/ha par année. De manière générale, on estime qu'une application de 15 à 30 kg P/ha entraîne une augmentation de 1 kg P/ha.
Le pourcentage de saturation du sol en phosphore est un indicateur important. Lorsque ce niveau dépasse 10 %, le risque de transfert de phosphore vers l'eau augmente. Tran et al. (1996) ont montré qu'un apport de 30 kg P/ha fait augmenter le pourcentage de saturation du sol en phosphore de 5,3 %. Un apport deux fois plus important, soit 60 kg P/ha, augmente ce pourcentage de 10,6 %.
La réglementation joue un rôle crucial dans la gestion du phosphore. Au Québec, la norme sur le phosphore fixe une période de transition de cinq ans, pendant laquelle les entreprises agricoles ont le droit de fertiliser au-delà des quantités souhaitables si le sol dépasse les teneurs en phosphore spécifiées, à condition de ne pas dépasser la norme de fertilisation en vigueur. Après cette période, des limites plus strictes sont appliquées, notamment la réduction des apports de phosphore aux seuls besoins des cultures couvertes par le PAEF (Plan d'Accompagnement Économique des Fermes).
La Gestion de l'Azote et du Soufre
L'azote et le soufre sont deux éléments essentiels pour la synthèse des protéines végétales. Une carence en soufre réduit considérablement l'efficience de l'azote, limitant ainsi la synthèse protéique. Le soufre est présent sous de multiples formes dans le sol, mais seule l'ion sulfate (SO4²-) est assimilable par les plantes. Le soufre organique se transforme progressivement en thiosulfate (S2O3), puis tétrathionate (S4O6), sulfite (SO3) et enfin sulfate (SO4).
La diminution du taux de soufre dans l'air, grâce aux mesures environnementales de filtration des fumées d'usine, combinée à des pratiques comme le non-travail du sol, exige une vigilance accrue pour la fertilisation soufrée. Un manque d'aération du sol, notamment après une période pluvieuse, peut ralentir la minéralisation et conduire à une carence pour la culture, le soufre étant alors réduit en hydrogène sulfuré (H2S), à l'origine d'une odeur désagréable. En pratique, le soufre est souvent apporté avec l'azote lors du premier apport, sous forme de sulfate d'ammoniaque par exemple.
Le calcul de la dose totale d'azote sur céréales est réalisé grâce à la méthode du bilan prévisionnel, souvent déclinée régionalement en France. Elle s'appuie sur le besoin unitaire pour produire un quintal de grains, appelé "b", multiplié par l'objectif de rendement de la parcelle.
- Blé tendre : Le besoin en azote "b" du blé tendre est lié à la variété et est compris entre 2,8 et 3,2 kg d'azote par quintal à l'optimum de rendement. Pour une qualité de récolte, ARVALIS propose un besoin "qualité" en azote (bq) pour chaque variété, visant une teneur en protéines minimale de 11,5 % tout en maintenant l'objectif de rendement.
- Blés améliorants et blé dur : En raison d'une exigence plus élevée en protéines pour leur commercialisation, ces blés ont des besoins en azote supérieurs, variant de 3,5 à 4,1 kg d'azote par quintal.
- Orges : Le besoin en azote "b" des orges (hiver et printemps) est estimé à 2,5 kg N/q à l'optimum de rendement. Il peut être minoré pour les variétés brassicoles (bq = 2,2 kg N/q en orge d'hiver brassicole ; entre 2 et 2,5 kg N/q en orges de printemps brassicoles).
- Triticale : Les besoins en azote sont de 2,6 kg d'azote par quintal de grain. Un fractionnement de cette dose est recommandé pour limiter le risque de verse.
- Avoine et seigle : Ce sont des céréales moins consommatrices d'azote, avec des besoins fixés respectivement à 2,2 et 2,3 kg d'azote par quintal.
Le besoin unitaire en azote des céréales est évalué par expérimentation. Il est le résultat de la division entre la quantité d'azote absorbée par la plante entière et le rendement aux normes d'humidité. Cette valeur, appelée "b" Rendement, est "remarquable" et répétitive à l'optimum de fertilisation azotée pour le rendement. Selon l'objectif de production, ce besoin peut être majoré (blé pour l'export, blé dur) ou minoré (orges brassicoles) pour atteindre un seuil de commercialisation.
Les Approches Fonctionnelles et les Bioindicateurs de la Santé des Sols
La stabilité des agrégats de sol, qui joue un rôle majeur sur la capacité d'infiltration, la porosité du sol et la prospection racinaire, dépend de multiples facteurs : texture du sol, quantité et qualité des matières organiques, diversité des bactéries et champignons, présence d'ingénieurs du sol (vers de terre, insectes). La mesure individuelle de toutes ces composantes ne renseigne pas sur le niveau de stabilité des agrégats, car celle-ci est essentiellement une résultante du niveau d'interaction entre la composante biotique (d'origine biologique) et abiotique (d'origine minérale). C'est pourquoi les approches fonctionnelles se développent. Elles visent à mesurer les améliorations des principales fonctions des sols agricoles, assurées par les assemblages biologiques.
Pour mieux appréhender les dynamiques de la fertilité du sol d'une parcelle agricole, notamment suite à un changement de pratiques, il est possible d'évaluer relativement simplement l'évolution du fonctionnement et de la santé des sols avec des indicateurs mesurables au champ. Le set d’indicateurs Biofunctool, développé par l'IRD et le CIRAD depuis 2016, évalue la santé des sols à partir d'indicateurs sélectionnés pour leur pertinence à caractériser les trois principales fonctions des sols agricoles : la transformation des matières organiques, le recyclage des nutriments et le maintien de la structure du sol. Ce set d'indicateurs rassemble des indicateurs "low tech", facilement répétables à moindre coût et mesurables en autonomie. Terres Inovia évalue Biofunctool depuis 2019 et participe à l'amélioration de l'opérationnalité de ce set d'indicateurs.
Bioindicateurs en Laboratoire pour une Meilleure Gestion des Matières Organiques
Les systèmes en grandes cultures doivent être adaptés pour optimiser les pratiques permettant à la fois de stocker du carbone dans le sol sur le long terme et d'augmenter la fourniture de nutriments aux cultures. Ces deux fonctions sont fortement liées au mode de gestion des matières organiques restituées au sol. Cependant, les conseils basés sur l'analyse de terre, en lien avec l'utilisation des couverts végétaux, l'apport de produits résiduaires organiques (PRO) ou le travail du sol, sont trop rares faute de références en lien avec les fonctions du sol.
Le projet Microbioterre (2017-2021), piloté par Arvalis et auquel Terres Inovia a activement contribué, a permis des avancées réelles pour faire évoluer les conseils. Il a évalué la pertinence d'un large panel d'analyses en lien avec les matières organiques et la microbiologie des sols impliqués dans les cycles du carbone et de l'azote.
Le fonctionnement biologique des sols est intimement lié aux quantités et à la qualité des matières organiques. Le compartiment microbiologique évolue cependant plus rapidement. La teneur en matière organique, un indicateur global obtenu à partir de la mesure du carbone organique, est déjà utilisée en routine par les laboratoires. Cependant, elle ne réagit que très lentement à des changements de pratiques culturales. D'autres indicateurs physico-chimiques évoluent plus rapidement, comme le fractionnement granulométrique de la matière organique ou la mesure du carbone labile au permanganate de potassium (KMnO4).
Un large panel d'indicateurs microbiologiques a également été évalué dans le projet Microbioterre. Ces analyses, utilisées par les laboratoires de recherche en écologie depuis plusieurs décennies et techniquement au point, peuvent être transférées aux laboratoires de routine. Microbioterre a évalué comment ces bioindicateurs répondent à différents modes de gestion des matières organiques en grandes cultures et en polyculture-élevage, à partir de mesures dans des essais de moyenne-longue durée et dans des systèmes de production diversifiés.
Des analyses bibliographiques approfondies ont permis d'approfondir les relations entre ces indicateurs, d'une part les fonctions des sols et, d'autre part, les pratiques culturales étudiées. Un guide pratique sur ces bioindicateurs et leur interprétation pour le diagnostic est disponible, à destination des conseillers agricoles et agriculteurs, ainsi que différents modules de formation.
La Fertilisation en Agriculture de Conservation des Sols (ACS)
Un sol non travaillé et toujours couvert a un fonctionnement très différent au niveau physique, chimique et biologique. Pour entrer dans une spirale positive de production sans travail du sol, il est crucial de bien comprendre les principes de fertilisation pour optimiser la biomasse produite. Les trois piliers de l'ACS - non-travail du sol, sol toujours couvert et diversité des cultures - influencent fortement les principes de la fertilisation.
Des études montrent qu'en ACS, par l'intermédiaire de la matière organique, le sol stocke environ 1 tonne de carbone par hectare et par an. Dans nos régions tempérées, les sols ont un rapport C/N voisin de 10, ce qui signifie qu'en même temps que le carbone, le sol stocke de l'azote sous forme organique à raison d'environ 100 kg par hectare et par an. La matière organique étant également composée d'éléments comme le phosphore (P) et le soufre (S), ainsi que, dans une moindre mesure, de calcium (Ca), magnésium (Mg), potassium (K) et autres oligo-éléments (Mo, Cu, Zn, B…), c'est l'ensemble de ces éléments que le sol va stocker en ACS.
En système travaillé, l'apport soudain d'un excès d'oxygène entraîne la minéralisation d'une partie de la matière organique et donc une libération d'éléments minéraux, dont l'azote, le phosphore et le soufre. En ACS, c'est l'inverse. Les agriculteurs laissent des résidus au sol (résidus de culture, couverts développés, ou apports de Bois Raméal Fragmenté - BRF) avec des rapports C/N élevés. Les bactéries et autres micro-organismes commencent leur travail de décomposition et vont mobiliser de l'azote pour faire redescendre le C/N d'environ 100 (pour de la paille de blé) à 10, nécessitant environ 30 à 50 kg d'azote jusqu'à la décomposition complète de 5 tonnes de paille.
Le non-travail du sol tend à concentrer la matière organique en surface, laquelle, en se minéralisant, va libérer des éléments tels que le P, K, Mg, etc. Ainsi, les jeunes radicelles se retrouvent automatiquement dans une zone naturellement enrichie en ces éléments, mais aussi en activité biologique qui va faciliter leur absorption. Il faut cependant être vigilant en phase de conversion, car le mulch de surface n'est pas encore présent, et cet environnement favorable aux racines manque. L'analyse de sol permet de vérifier la richesse du sol et de corriger les carences si nécessaire. En particulier, le bon remplissage de la Capacité d'Échange Cationique (CEC) par les différents éléments et les rapports comme potasse sur magnésie sont à analyser, car les déficits sont accentués en non-travail du sol.
Le choix des couverts végétaux peut également aider à mobiliser des éléments présents dans le sol mais non assimilables par les cultures. Les quantités totales d'azote et de soufre ne doivent pas être diminuées durant les premières années d'ACS. Pour gérer au mieux les besoins, il est difficile de se fier aux logiciels de fertilisation paramétrés pour un système conventionnel avec travail du sol. Il est préférable de s'aider d'outils d'aide à la décision comme la bande double densité, les analyses de jus de tige ou de feuille.
Les apports d'azote doivent être précoces. Les apports en végétation doivent avoir lieu plus tôt qu'en conventionnel (environ 2 semaines), cette pratique permettant de combler la faible minéralisation de la matière organique. Pour mettre la plantule en conditions optimales, il est préférable d'apporter de l'engrais starter au semis. La localisation de la fertilisation autour de la ligne de semis augmente significativement la fertilité au niveau des racines des cultures sans avoir à augmenter les apports. Une plante qui démarre mieux et plus rapidement luttera toujours mieux contre les ravageurs et autres stress. Ceci est vrai pour toutes les cultures, y compris les légumineuses, dont les nodosités ne sont pas présentes dès les premiers stades végétatifs ; elles ont besoin de trouver suffisamment d'azote dans le sol, dans un premier temps, pour développer leur feuillage et capter l'énergie nécessaire à la fixation symbiotique.
Malheureusement, la réglementation, conçue pour les systèmes conventionnels, ne permet souvent pas de réaliser cet apport starter sur les cultures d'automne, ce qui est d'autant plus dommageable derrière maïs grain ou couverts ligneux. Le soufre doit aussi être apporté tôt, en retenant le principe de 1 unité pour 2 à 3 unités d'azote.
Dans un système ACS qui privilégie la vie biologique des sols, l'apport d'engrais sous forme organique est à privilégier lorsque la ressource est disponible. Le lisier peut servir d'engrais starter quand la réglementation le permet et/ou d'apport en végétation grâce à une meilleure portance des sols non travaillés. Le fumier, dont le C/N peut être élevé, sera préférentiellement mis en automne sur un couvert par exemple. Apporté au printemps avant maïs, il ne sera que peu valorisé dès la première année, voire aura un effet dépressif si le C/N est élevé et donc mobilisant de l'azote nécessaire à son évolution. En résumé, les produits riches en carbone doivent être apportés en automne et les produits riches en azote au plus près des besoins des cultures.
À noter qu'un apport de mélasse de betterave donne d'excellents résultats pour fertiliser des méteils, car c'est un produit équilibré et facilement assimilable par les plantes, avec peu d'effet dépressif sur la vie biologique du sol. De nombreux biologistes évoquent les impacts négatifs des engrais minéraux sur les symbioses entre plantes et micro-organismes, en particulier les champignons mycorhiziens. Il est évident que c'est une réalité qu'il faut avoir à l'esprit, d'où l'importance de privilégier de "nourrir le sol qui nourrira la plante" plutôt que de "nourrir directement la plante". Cependant, le manque de nourriture à des moments clés de la vie de la plante (stade jeune, sevrage, reprise de végétation pour les cultures d'hiver, croissance) impacte fortement le rendement. Toute impasse à ces moments clés, d'autant plus en conversion ACS, aura des conséquences économiques fortes, et une spirale négative peut vite s'installer avec peu de rendement, donc peu de carbone mis au sol, peu de développement de micro-organismes et un risque de sols qui se referment.
Témoignages d'Agriculteurs en ACS
Plusieurs agriculteurs partagent leurs expériences et ajustements en matière de fertilisation en ACS. L'un d'eux, cultivant des argilo-calcaires superficiels, a pour principe de toujours donner un coup de pouce aux démarrages des cultures en apportant un engrais starter de type 12-27-0-23 à la dose de 80 à 100 kg suivant les autorisations réglementaires, positionné dans la ligne de semis. Il anticipe les apports et fractionne moins, visant une pluie après chaque apport pour limiter les pertes par volatilisation. Sur céréales, le premier apport a lieu début février avec 100 kg de sulfate d'ammoniaque, complété par 2 apports d'azote liquide de 90 à 100 unités, terminés début mars. Il ne fait jamais d'apport tardif sur blé tendre, mais le fait sur blé dur pour la protéine. Il n'utilise plus d'engrais de fonds, car les couverts mobilisent et restituent ces éléments. Pour le maïs, l'azote est mis sur le couvert avant semis sous forme liquide ou de l'urée est enfouie au moment de la destruction du couvert. Un starter habituel mélangé à 80 kg de Patenkali est ajouté au semis. Cet agriculteur a également mis en place un échange paille/fumier et utilise du broyat de déchets verts.
Un autre agriculteur, travaillant sur des sables sur argile avec un taux de matière organique de 1,5 %, a dû se former pour comprendre les évolutions des principes de fertilisation en ACS. Il a retenu deux grands principes : l'anticipation des apports et le maintien des doses nécessaires à la culture. Il épand de la fiente de volaille sur le couvert avant maïs, ce qui permet des couverts bien développés et un meilleur enrichissement en matière organique. Le maïs est fertilisé avec l'équivalent de 150 à 180 unités d'azote sous forme d'urée, mise 3 semaines avant le semis à la destruction du couvert, juste avant une pluie. Si la fiente n'a pas pu être mise, 30 à 50 unités de potasse sous forme de sulfate sont ajoutées. Au semis, 50 litres de 14-48 sont positionnés dans la ligne de semis. Pour le blé, l'azote est apporté en 2 fois (50 unités mi-février, 100 unités début mars sous forme d'urée). Il utilise une bande double densité et un outil d'aide à la décision pour piloter les apports. Il est également plus vigilant sur la fertilisation en potasse et magnésie.
Un éleveur avec 65 vaches laitières sur 85 hectares pratique le semis direct. Il utilise une tonne à lisier pour épandre le lisier avant chaque semis, y compris les couverts végétaux. Pour optimiser la valeur fertilisante du lisier, il l'ensemence de bactéries et le brasse quotidiennement, obtenant ainsi un lisier moins odorant et dont l'azote est moins volatile. Le lisier épais aide également à réduire l'évaporation pour les semis d'été. Le fumier est mis avant maïs. Pour la fertilisation minérale, il apporte une centaine d'unités d'azote sur blé en 2 passages, dont le premier dès fin tallage avec presque la moitié de la dose et du soufre. Pour le maïs, il met un starter au semis (micro granulés) et 90 à 115 unités d'urée suivant le potentiel de la parcelle.
L'Évaluation et le Suivi de la Fertilisation
Le suivi régulier du statut acido-basique et chimique des sols, qui permet d'adapter les apports au plus près des besoins des cultures, requiert des analyses de terre régulières.
Évaluation de la Biomasse Microbienne et de la Matière Organique
D'autres méthodes, comme la respirométrie et les mesures enzymatiques, peuvent donner des informations sur le développement des micro-organismes et l'évolution de la matière organique du sol. L'échantillonnage de sol est constitué par un mélange de 12 à 14 prélèvements individuels réalisés à une profondeur de 25 à 30 cm dans les terres arables. En complément, il y a la détermination du coefficient de minéralisation, qui représente la transformation de la matière organique en sels minéraux solubles et accessibles aux plantes.
La Matière Organique Vivante (MOV) ou biomasse microbienne, qui regroupe les micro-organismes du sol (bactéries, champignons…), est évaluée par la quantité de carbone générée par des vapeurs de chloroforme (technique de fumigation-extraction) appliquées sur les organismes vivants. Le carbone organique émis est alors comparé à celui d'un échantillon témoin du sol, non fumigé. La Matière Organique Stable (MOS) résulte de la différence entre la Matière Organique Totale et la somme de Matière Organique Vivante et de la Matière Organique Labile. Le carbone fixé par la photosynthèse des plantes est la source d'énergie des organismes vivants dans le sol. L'aération du sol, son humidité et son pH influencent la quantité de la biomasse microbienne, appréciée par la détermination du carbone organique dans la matière vivante de l'échantillon.
Indices de Nutrition Azotée, Phosphatée et Potassique
Il faut établir la relation entre la teneur critique et le stade de croissance d'une culture. Cette approche a été faite pour les prairies de graminées (Salette et Lemaire, INRA, 1984) et pour le blé (Justes, INRA, 1993). Pour les graminées prairiales, la teneur critique en azote diminue au fur et à mesure que la quantité de matière sèche produite augmente.
L'indice de nutrition azotée (iNN) requiert la mesure ou l'estimation de la quantité de biomasse produite au moment du prélèvement et l'analyse de la teneur en azote réelle pour la comparer à la teneur critique calculée. L'échantillonnage se fait par prélèvement d'herbe (à 4-5 cm au-dessus du sol) sur des placettes de surface connue. La baisse de teneur ou dilution observée pour l'azote existe également pour le phosphore et le potassium, mais les teneurs de ces deux éléments dépendent aussi de la teneur en azote de l'herbe. D'autres relations ont été établies qui permettent d'interpréter les teneurs en P (et non pas P2O5) et en K (non pas K2O) de l'herbe en relation avec sa teneur en azote. On peut alors exprimer les indices de nutrition phosphatée (iNP ou iP) et potassique (iNK ou iK). Des indices inférieurs à 80, mesurés sur un ou plusieurs cycles de production de la prairie, indiquent une disponibilité insuffisante de l'élément dans le sol. Une correction de la fertilisation est possible sur les cycles ou les années suivantes.
Les travaux de l'INRA et d'Arvalis Institut du Végétal ont conduit à retenir la teneur en nitrate du jus de base de tige de blé comme un bon indicateur de la nutrition en azote, en référence à la courbe de teneur critique en azote. Le prélèvement doit être réalisé entre la montaison et l'épiaison, sur des tiges saines, hors situation de sécheresse accentuée. L'indicateur nitrate, suivi au cours de la montaison, permet de contrôler la nutrition azotée de la population de blé. La méthode JUbil® a fourni le premier outil de pilotage de la fertilisation produisant des résultats en cours de culture.
Le Test Nitrate en Maraîchage Biologique
En Côte d’Or, des maraîchers biologiques, confrontés à la difficulté d'accéder à la matière organique animale, utilisent des engrais organiques en bouchon du commerce. Pour optimiser l'utilisation de l'azote, ils ont mis en place un suivi régulier à l'aide d'un test nitrate. La méthodologie consiste à prélever régulièrement, toutes les semaines ou toutes les deux semaines en fonction du stade de la culture, une quantité de sol. Cet échantillon est mis en solution dans de l'eau déminéralisée puis filtré. Dans le filtrat obtenu, une bandelette test est insérée, et la mesure est effectuée à l'aide d'un appareil, le Nitratest, basé sur un test colorimétrique. La valeur obtenue est une concentration en azote nitrique (en mg/L).
L'azote nitrique étant la forme d'azote directement absorbée par les plantes, cela donne une indication pour savoir s'il faut ou non faire un apport de matière organique en fonction du stade de la plante. Une valeur en kg/ha est alors obtenue. En agriculture biologique, l'engrais organique utilisé demande un temps de minéralisation (environ 3 semaines en été). La mesure permet de savoir si une culture est sous-fertilisée avant même l'apparition de symptômes de carence sur la plante. L'engrais a ainsi le temps d'être minéralisé et de corriger la carence, sans impact sur le rendement. Grâce au suivi régulier, un maraîcher a constaté qu'il n'était pas nécessaire de faire un nouvel apport d'engrais en cours de culture de tomate, une pratique qui était pourtant habituelle pour lui.
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