Quels paramètres influencent la minéralisation de l’azote dans les substrats de culture organiques hors-sol ?

Patrice Cannavo (1) , Mohammed Benbrahim (2) , Matthieu Valé (3) , Sophie Bresch (4) , René Guénon (1) , Sylvie Recous (5)

1 EPHOR - Unité de Recherche Environnement Physique de la plante Horticole
2 ZA Biopole, RITTMO Agroenvironm
3 AUREA ARDON FRA
4 CDHR CENTRE-VAL-DE-LOIRE - Comité de développement horticole de la région Centre-Val-de-Loire
5 FARE - Fractionnement des AgroRessources et Environnement

Afin d’être capable de prédire la minéralisation de l’azote d’engrais organiques dans les substrats de culture hors-sol, il est nécessaire d’identifier les paramètres influant sur la minéralisation et de modéliser leurs effets. De nombreux travaux ont été réalisés sur la minéralisation de l’azote organique des sols et des matières fertilisantes organiques dans un contexte agricole (Nicolardot et al., 2001 ; Lashermes et al, 2010). Les paramètres identifiés dans la littérature sont les caractéristiques des sols (texture, pH, …) et des matières fertilisantes organiques (rapport C/N, fractions biochimiques, …), ainsi que la température et l’humidité dont les lois d’action sont regroupées dans le concept de jours normalisés. Il n’existe quasiment aucune référence scientifique sur la minéralisation de l’azote organique dans les substrats hors-sol. Les premiers travaux réalisés par AUREA AgroSciences semblaient indiquer que les paramétrages des fonctions définis pour les sols agricoles n’étaient pas applicables pour les substrats hors-sol (amplitude de température et humidité plus importante, variations plus brutales, optimum de minéralisation différent). De plus, la nature même des substrats hors-sol fait que les caractéristiques à prendre en compte sont spécifiques aux substrats : nature des constituants (tourbe, fibre, écorce, …), granulométrie, pH, faible activité biologique, communautés microbiennes spécifiques… Les travaux menés dans le projet CASDAR OPTIFAZ ont pour objectif de modéliser la minéralisation de l’azote organique en prenant en compte les paramètres suivants : • Température et humidité (via le concept des jours normalisés), • Caractéristiques du substrat et des engrais organiques, • Activité biologique des mélanges substrats-engrais organiques. Deux types de dispositifs ont été mis en oeuvre, un dispositif d’incubations en conditions contrôlées (méthode adaptée pour les substrats), et un dispositif dédié au suivi en stations d’expérimentation (en conditions de culture), afin de valider in situ le paramétrage de la minéralisation de l’azote. Dans ce résumé, les résultats du premier dispositif sont présentés. Les incubations en conditions contrôlées ont permis de suivre la minéralisation de l’azote organique de deux engrais (un engrais contenant des matières premières 100% d’origine végétale, le second à dominante animale) dans 4 substrats différents (substrat conteneurs pour "arbres et arbustes", substrat pot "plantes fleuries-aromatiques" avec une structure plus fine, substrat motte à base de tourbe et un dernier substrat motte contenant moins de 60% de tourbe). Les incubations ont été réalisées à 4 températures différentes (4°C, 20°C, 28°C, 40°C) croisées avec 3 humidités (pF 1.7, 2.5 et 3) afin de pouvoir définir des lois d’actions température et humidité, en relation avec les caractéristiques des engrais et des substrats. Au total, 96 modalités et 3 répétitions pour chacune des modalités ont été étudiées. Les caractéristiques initiales des propriétés physico-chimiques des substrats et des engrais ont été mesurées. L’incubation a duré 49 jours, au cours de laquelle les mesures suivantes ont été réalisées (0, 3, 7, 14, 28 et 49 jours) : teneurs en NO3-, NH4+, et quantification des gènes ammonitrifiants. A l’issue de l’incubation, une analyse ANOVA a été menée. A l’issue de l’incubation, les résultats ont montré que la production de N minéral est, comme anticipé, dépendante du substrat, de l’humidité et de la température. La minéralisation du N total résulte d’une combinaison de cinétique de production de NH4+ et NO3-. Selon les substrats et les conditions de température et d’humidité, ces cinétiques sont assez contrastées. La nitrification stricte (transformation de l’ammonium en nitrate) dépend du type de substrat, qui influence les disponibilités en eau et air et modifie la granulométrie de l’ensemble) (figure 1). Dans certains substrats, la vitesse de nitrification est assez faible, quel que soit le type d’engrais et provoque une accumulation d’ammonium au cours du temps. Ceci est particulièrement le cas lorsque l’humidité du substrat baisse et les températures sont extrêmes (4 et 40°C). Dans d’autres substrats, la vitesse de nitrification est plus élevée et la teneur en ammonium décroît dès le 14ième jour d’incubation pour devenir quasi nulle après 28 jours d’incubation. A cette disparition de l’ammonium est associée à une augmentation de la teneur en nitrate.

Domaines: Sciences agricoles; Horticulture; Science des sols

Patrice Cannavo, Mohammed Benbrahim, Matthieu Valé, Sophie Bresch, René Guénon, et al.. Quels paramètres influencent la minéralisation de l’azote dans les substrats de culture organiques hors-sol ?. 14èmes Rencontres de la Fertilisation Raisonnée et de l'Analyse, COMIFER-GEMAS, Nov 2019, Dijon, France. ⟨hal-02735779⟩