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Point sur les enjeux de la fertilisation PK des fourrages Sabine BATTEGAY (avec les contributions de Gilles CROCQ et Michel MOQUET)

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Page 1: Point sur les enjeux de la PK des fourrages - afpf-asso.org · Maïs ayant subi un fort stress hydrique (très peu de pluie sur juillet + août) bcp d’avortement de grains au sommet

Point sur les enjeux de la fertilisation PK des fourrages

Sabine BATTEGAY (avec les contributions de Gilles CROCQ et Michel MOQUET)

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Des diagnostics de carences en Potasse sur maïs depuis quelques années en Bretagne

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Des diagnostics de carences en Potasse sur maïs depuis quelques années en Bretagne

Longaulnay, 35 en 2011Maïs bon potentiel, antéprécédentprairie, fertilisation fumier

Pocé les Bois, 35 en 2012Maïs après 4 ans RGA pâturé, pas d’apport de fumier, 79 ppm K2O

Arzal, 56  en 2013Maïs dans rotation RGI‐TV/maïs , fauches et pâture,  fumier bovin + fientes poules mais faible quantité

Nivillac, 56 en 2013, symptômes tardifs accentués par sécheresse

Montauban de Bretagne, 35 en 2013 maïs après prairie,  pâture, mais peu d’apports de fumier

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Diagnostic à ARZAL (56) le 04/07/2013 , stade 9‐10 feuilles‐ culture irrégulière : plantes de taille réduite par foyers ou succession sur le rang, ‐ couleur jaune,‐ 1ère feuille nécrosée, 2ème et 3ème feuilles : nécrose de la pointe et nécrose bord de feuilles en partant de la pointe

Symptômes caractéristiques d’une carence en Potasse sur maïs

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Diagnostic à ARZAL (56) le 01/08/2013 – stade floraison mâle, ‐ des zones avec plantes nettement plus petites et en retard de stade ‐ symptôme carence K très marqués sur toutes les feuilles basses

Symptômes caractéristiques d’une carence en Potasse sur maïs

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Symptômes caractéristiques d’une carence en Potasse sur maïs

Diagnostic à ARZAL (56) le 20/09/2013 – stade maturité fourrageMaïs ayant subi un fort stress hydrique (très peu de pluie sur juillet + août)  bcp d’avortement de grains au sommet des épisDans les zones carencées : maïs desséché et avortements de grains à la base de l’épi

Zone normale

Zone carencéeARVALIS

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www.fiches.arvalis‐infos.fr/ Début 2014

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partie normale

partie carencée

matière organique 6.5 4.4pH eau 6.9 6.5CEC méq/100 g 15.9 10.5P2O5 ppm (olsen) 85 68K2O ppm 107 65MgO ppm 174 63CaO ppm 4970 2712

partie normale

partie carencée

N % Dumas 3.58 3.86K (% MS) 1.85 1.30Mg (% MS) 0.21 0.23Ca (% MS) 0.41 0.46P (% MS) 0.32 0.33

insuffisant correct< 2.4 2.8 – 3.6< 1.3 1.7 à 2.2< 0.1 0.16 – 0.2

< 0.15 0.25 – 0.35

Des analyses qui confirment les observations au champ

Cu ppm (EDTA) 0.9 1.5Zn ppm (EDTA) 2.1 < 1Mn ppm (EDTA) 6.8 5.8

Analyse sol

Analyse plante

Diagnostic foliaire, feuille de l'épi01/08/2013 début floraison maïs

Cu (mg/kg MS) 10.3 11.0Zn (mg/kg MS) 36.4 24.4Mn (mg/kg MS) 62.8 18.1

Seuil teneur plante

valeur T renforcée 

valeur T impasse

P 50 80K 120 180

< 3 6 ‐ 20< 10 20 ‐ 70< 15 20 ‐ 150

Parcelle maïsArzal (56)01/08/2013

Culture moyennement exigeante, sol limon sain

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MoO42 ‐

B(OH)3

pH du sol et biodisponibilité des oligoéléments

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Dose P2O5 ou K2O à apporter := rendementx % P2O5 ou % K2O dans les exportationsx coefficient multiplicateur

Coef. avec 4 critères :1. exigence des cultures2. teneur du sol à l’analyse3. passé récent de fertilisation4. gestion des résidus du précédent

La méthode COMIFER*

* COMIFER : Comité Français d’Etude et de Développement de la Fertilisation Raisonnée(www.comifer.asso.fr )

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FORTE betteravecolza

luzernepomme de t.

pois conserveoignon - carotte

orge - escourgeonblé dur

blé de blémaïs fourrage

pois protéagineuxprairie temporaire

féverole

maïs grainblé tendretournesol

avoine

betteravepomme de t.

pois conserveoignoncarottecolza

luzernetournesol

maïs grain et f.pois protéagineuxprairie temporaire

féverole

blé durblé tendreblé de blé

orge, escourgeonavoine

MOYENNE

FAIBLE

Exigence Phosphore Potasse

1 ‐ Exigence des principales cultures

Impasse fertilisation  forte pertes production 

Impasse fertilisation  faible perte production 

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Espèces Pertes (% de P maxi.)

MaïsAvoine

BléTournesol

SojaBlé dur

Pomme de terreMaïs ensilé

PoisOrgeColza

BetteraveSorghoLuzerne

689910111113161618222231

Classement sur la durée totale des essais

Classement des espèces par rapport aux pertes de production avec impasse Phophore dans les essais

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Espèces

SojaBlé dur

BléSorghoOrgeColza

TournesolMaïs grain

PoisRay-grass

Prairie temporaireLuzerne

Maïs ensiléBetterave

Pomme de terre

34588991112161821212439

Classement sur la durée totale des essais

Classement des espèces par rapport aux pertes de production avec impasse Potasse dans les essais

Pertes (% de K maxi.)

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rnormal

=1 x Exportation

(voire 1,2)

0

0

renforcement=

2 x Exportations

2 x E 1 x E

1 x E

r i

i

exigence

FORTE

MOYENNE

FAIBLE

i 1 x E

r1 x E

impasse

pauvre moyen riche

2 – Richesse du sol

Trenforcé = teneur au‐dessous de 

laquelle la fumure doit être assez élevée

Timpasse = teneur au dessus de laquelle il est possible de réaliser une impasse

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on peut bloquer la fumurepour plusieurs années,

mais avec le temps ...

l’élément fertilisant devientde moins en moins accessible

rétrogradation - fixation

2ème année

3ème annéedepuis combiend’annéesla parcellen’a pas étéfertilisée?

modulation

3ème critèrede gestion

de la fumure

Le passé récentde fertilisationde la parcelle

1ère année

3 – Passé récent de fertilisation

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les résidus de récolte enfouislibèrent du POTASSIUM …

phosphore marginal

aussi assimilablepour la culture suivante

que l ’engrais minéral

les quantités peuvent être importantespailles de blé enfouies

Jusqu’à 100 kg de K2O / ha !

modulation« 4ème » critère

la restitution desrésidus de récolte

du précédent

enfouisbrûlés

ouexportés

?

4 – Gestion des résidus de récolte

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S 3‐4 f. 7‐8 f. 10 f. Flor GL GP M0

50

100

150

200

10

Rythme d'absorption NPK du maïs (pour 100 qx)

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TENEURS‐SEUILS PAR TYPE DE SOL – mg/kg ou ppm

Forte exigence Moyenne exigence Faible exigence

T renf. T impasse T renf. T impasse T renf. T impasse

Limon sain et limon sableux

170 300 120 180 80 150

Limon caillouteux superficiel

190 320 140 200 100 170

K2O

teneurs‐seuils COMIFER, régionalisés par ARVALIS – 03/2009

colzaluzernetournesolmaïs grain et f.pois protéagineuxprairie temporaireféverole

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partie normale

partie carencée

matière organique 6.5 4.4pH eau 6.9 6.5CEC méq/100 g 15.9 10.5P2O5 ppm (olsen) 85 68K2O ppm 107 65MgO ppm 174 63CaO ppm 4970 2712

valeur T renforcée 

valeur T impasse

50 80120 180

Exemple parcelle de maïs avec symptômes de carences en Potasse ‐ Arzal (56), 2013

Culture moyennement exigeante, sol limon sain

Analyse sol du 01/08/2013

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Teneurs en potassium échangeable de l'horizon de surface des sols agricoles 

Médiane de 2005 à 2009

Source : http://bdat.gissol.fr/

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T impasseT impasse des cultures de moyenne exigenceMaïs fourrage, prairies temporaires, luzerne

Fréquence de teneurs supérieures au T impassePériode 2000‐2013 / par canton

Si moins de 10 analyses par canton : blanc

11èmes Rencontres de la fertilisation raisonnée et de l’analyse – 20 et 21 novembre 2013 – COMIFER -GEMAS

K2O

0 - 25 %

25 – 50 %

50 – 75 %

75 – 100 %

Dans l’Ouest, de nombreuses zones dans lesquelles les situations d’impasse en maïs fourrage, luzerne ou prairies représentent entre 25 et 50% des cas.

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K sur fourrages : apports plafonnés à 200 kg de K2O/ha

Calcul de dose de potassium (K2O) à apportercoefficients multiplicatifs des exportations

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Des apports de potasse plafonnés à 200 kg de K2O/ha

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0 100 200 300 400

Rdt en % du maxi

Dose K20 par ha

1972

1975

1976

1977

1979

1980

1981

1982

1988

1989

teneur K20 < 50 ppm sur témoin

Réponse du maïs fourrage à des apports de potasse en sol pauvreEssai SCPA ‐ Laval (53) ‐ 1969 à 1989

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TENEURS‐SEUILS PAR TYPE DE SOL – mg/kg ou ppm

Limon sain et limon sableux

160 220 140 220 110 210

Limon caillouteux superficiel

190 250 170 250 140 240

P2O5 ‐méthode Dyer

Forte exigence Moyenne exigence Faible exigence

T renf. T impasse T renf. T impasse T renf. T impasse

Limon sain et limon sableux

50 80 50 80 20 70

Limon caillouteux superficiel

50 80 50 80 20 70

P2O5 méthode Olsen

teneurs‐seuils COMIFER, régionalisés par ARVALIS – 03/2009

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Teneurs en phosphore assimilable (méthode Dyer)  de l'horizon de surface des sols agricoles ‐ Période début 2005 à fin 2009

Source : http://bdat.gissol.fr/

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Elément P2O5 (méthode Dyer) : évolution des teneurs du sol dans l’horizon de surface entre 1990 ‐ 1994 et 2000 ‐2004

Source : http://bdat.gissol.fr/

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T impasseT impasse des cultures de moyenne exigence

Maïs fourrage, prairies temporaires

Fréquence de teneurs supérieures au T impasseP2O5

Période 2000‐2013 / par canton

Si moins de 10 analyses par canton : blanc

11èmes Rencontres de la fertilisation raisonnée et de l’analyse – 20 et 21 novembre 2013 – COMIFER -GEMAS

0 - 25 %

25 – 50 %

50 – 75 %

75 – 100 %

Dans l’Ouest, de nombreuses zones dans lesquelles les situations d’impasse en maïs fourrage ou prairies sont inférieures à 50%.

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Calcul des doses de phosphore (P2O5) à apportercoefficients multiplicatifs des exportations

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exportations apports organiques

Culture rdt P kg/ha K kg/ha P kg/ha K kg/ha2013 maïs 11 t MS/ha  46 131 120 1002012/13 RGI+TV 8‐10 t MS/ha 72 306 0 02011 maïs 14 t MS/ha 59 167 67 552010/11 RGI+TV 8‐10 t MS/ha 72 306 0 02009 maïs 12‐14 t MS/ha 55 155 125 1142008/09 RGI+TV 8‐10 t MS/ha 72 306 0 02007 maïs 12‐14 t MS/ha 55 155 97 96

total 431 1526 409 365

Exemple de bilan PK sur une rotation 100% fourragère

Parcelle 1 :  rotation maïs F/RGI+TV‐ avec apport fumier bovin + fientes volailles en faible quantité, tous les 2 ans sur maïs‐ Prairie 50% fauche – 50% pâture (4 ou 5 exploitations)

+ restitutions Pâturages (n = 4)

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exportations total apports organiques

rdt P kg/ha K kg/ha P kg/ha K kg/ha2013 maïs 12 t MS/ha  50 143 80 110

2012/13 RGI+TV 8‐10 t MS/ha 72 305 30 90

2011 blé 60 qx/ha + 3 t paille 44 67 0 0

2010/11 colza 25‐30 qx/ha + 1.5 t paille 36 45 90 75

2009 blé 70 qx/ha + 3.5 t paille 51 78 0 02008/09 maïs 12‐14 t MS/ha 55 155 209 2022007 RGI+TV 8‐10 t MS/ha 72 305 0 0

total 380 1098 409 477

Parcelle 2 : rotation maïs F/RGI+TV/blé/colza/blé‐ avec apport fumier bovin + fientes volailles en faible quantité, tous les 2 ans sur maïs‐ Prairie 60% fauche – 40% pâture (5 exploitations)‐ pailles blé et colza exportées

Exemple de bilan PK sur une rotation fourrages + céréales

+ restitutions pâturages (n = 4)

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Compositions moyennes des fumiers et lisiers de ruminants

en kg/t de produit brutSource Institut de l’Elevage, 2003 ;FIVAL 2009;CA 12 2011

MS ‰ MO ‰ N total ‰ N-NH4 ‰ P2O5 ‰ K2O ‰Fumier de bovins, litière accumulée sortie batiment 250 190 7.00 1.00 4.00 11.00Fumier de bovins, stockage < 2 mois 170 140 5.00 2.00 2.50 6.50Fumier de bovins,litière accumulée >2 mois 253 130 5.00 0.00 3.20 7.00Fumier de bovins, logettes paillée, aire couverte, stockage > 2 mois 170 130 4.80 1.20 2.60 6.50Fumier de bovins, logettes paillée, aire découverte, stockage > 2 mois 160 130 3.60 1.20 2.00 4.60Fumier de bovins, raclage devant paillée, stockage > 2 mois 190 140 4.00 1.00 2.20 5.00Fumiers de veaux 190 130 2.40 1.00 1.00 2.70Fumiers de caprins de litière accumulée 450 360 6.10 5.20 5.70Fumiers d'ovins de litière accumulée 289 230 10.00 2.80 4.70 19.20Fumiers de chevaux 351 278 4.84 1.40 3.05 8.46Fumiers de chevaux mûr 6.20Compost bovins 253 130 5.00 0.00 3.20 7.00Compost ovins 391 8.40 0.50 7.00 25.70Lisier bovins, logettes, raclage en système couvert 50 15 2.20 1.20 1.00 1.50Lisier bovins, très dilué, système non couvert 20 15 1.00 0.00 0.50 1.50Lisier bovins, caillebotis, système couvert 120 100 3.70 2.20 2.20 4.50Lisier veaux 10 4.50 1.50 1.28 0.40 2.50Purin pur 3.00Lixiviats (purins dilués) 20 15 1.00 0.00 0.50 1.50Lixiviats + eaux blanches,vertes et brunes 3.50 2 0.30 0.20 0.14 0.40

Prendre en compte les apports par les engrais de ferme…

Analyses de composition ou normes…

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Coef d’équivalence

Type de produit P* K

Lisier et fumiers de porcs 0,95 1

Fumiers ou fientes de volailles 0,85 1

Fumiers de bovins 0,80 1

Composts de fumiers de bovins 0,70 1

Boues de STEP biologiques 0,95 1

Boues de STEP physico chimiques (CaO, sels Fe…)

0,90 1

Compost de boues de STEP et déchets verts 0,70 1

Compost de déchets verts 0,55 1

32* Après 1 an de présence dans le sol le P des matières organiques à le même effet sur l’enrichissement du sol que les engrais phosphatés solubles dans l’eau

Prendre en compte les apports par les engrais de ferme…

les efficacités de P et K des produits organiques 

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FORTE

betteravecolza

luzernepomme de t.

pois conserveoignon - carotte

orge - escourgeonblé dur

blé de blémaïs fourrage

pois protéagineuxprairie temporaire

féverole

maïs grainblé tendretournesol

avoinetriticale

betteravepomme de t.

pois conserveoignoncarottecolza

luzernetournesol

maïs grain et f.pois protéagineuxprairie temporaire

féverole

blé durblé tendreblé de blé

orge, escourgeonavoine, triticale

MOYENNE

FAIBLE

Exigence Phosphore PotasseClassement des principales cultures

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P2O5 (kg/t) K2O(kg/t)

Maïs fourrage 4.2 11.9

RGA (foin) 6.7 28.6

Luzerne (foin) 6.3 26.2

Blé 6.5 5

Maïs grain 6 5.5

Source : COMIFER 2007

Exportations des cultures fourragèresTeneurs en P et K par tonne de Matière Sèche

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Évolution des ventes de semence en France

Source : GNIS

Augmentation des ventes : phénomène « nouveau » après une régression de plus de 40 ans. 1.7 M ha  en 1962.

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Carence en phosphore : jamais visibleCarences en potassium :petits points blancs ou jaunes situés en bordure ou prés de l’extrémité des folioles, aboutissant à une coloration jaune, puis un sèchement.

17/12/2013 36

Légumineuses ‐ luzerne

symptômes rarement visibles

Déficience : peut se produire assez rapidement et conduire à des baisses de rendements. 

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BIBLIOGRAPHIE 

Phosphore : jamais de carence visible mais…

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Villax, 1963BIBLIOGRAPHIE

« Malgré son importance pratique dans la culture de la luzerne le phosphore n’est pas 

très abondant dans le fourrage fourni par cette culture. Ce sont surtout, probablement les rhizobium qui ont besoin de lui. »

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À l’implantation août 2012pH eau 6.1 TS Ca / CEC = 65%  Phosphore OLSEN 30mg/kg

27 mars 2013

135 kg SUPER 45 Témoin non  fertilisé

2013 Essai Phosphore à l’implantation La Jaillière (44)limons argileux sur schiste tendre 

120u. inoculé 60u. Non inoculé 60u. inoculé 0 u. inoculé

Début juin 2013

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C1 Bourg. à début flo

C2 début flo17/12/2013 40

dose K (kg K2O ha‐1)

t MS ha‐1

C1 + C2

+ 2 t MS1 année 1 lieu

C1

C2

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GACHON 1962« rendement maximum obtenu lié à la richesse du sol… »

Confirmation des références – P luzerne

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Carences P ou K :symptômes jamais visiblesmodification progressive de la flore

Déficience : peut se produire après plusieurs années de fortes exportations sans apports d’engrais de ferme ou d’engrais minéraux. 

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Graminées prairiales

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Evolution des systèmes fourragersvers plus de fauches des prairies ?

Répartition des modes d'exploitation des prairies

Coupe Pâture Mixtepart de surface

part de surface

part de surface

12 Prairie temporaire 25% 32% 40%13 Prairie permanente 14% 51% 33%

Source : Agreste ‐ Enquête Pratiques culturales 2011 

% d’exploita

tions

% maïs fourrage/SFP

10%        30%

Source: Agreste recensements agricoles 2000 et 2010 –traitement Institut de l’Elevage

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P2O5 (kg/t) K2O(kg/t)

Maïs fourrage 4.2 11.9

RGA (foin) 6.7 28.6

Luzerne (foin) 6.3 26.2

Blé 6.5 5

Maïs grain 6 5.5

Source : COMIFER 2007

Exportations des cultures fourragèresTeneurs en P et K par tonne de Matière Sèche

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0

50

100

150

200

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0

K C1K C2P C1P C2

Croissance de l’herbe et absorption de P et K par la fétuque élevée – Jeu les Bois (36) 2008

t MS ha-1

P2O5 et K2O récoltés

0 à 180 kg N /ha, 1 apport de 80 kg P2O5 et 150 kg K2O/ha

Pour un niveau donné de disponibilité de P et K dans le sol, le niveau de croissance permis par l’eau et l’azote détermine la quantité de P et K récoltés.La fertilisation P et K nécessaire ne dépend que de la disponibilité de P et K dans le sol

t MS ha-1ARVALIS - I

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Profils de disponibilité du P dans le sol après 9 ans de dactyle avec 4 régimes P

-15

-10

-5

00 20 40 60 80 100 120 140

mg P 2 O 5 Olsen kg -1

P0

P30

P60

P120

profondeur cmsol argilo limoneux acide - Padiès (81)

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47ARVALIS

- Ins

titut d

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Principe

L’analyse d’herbe est un palliatif à l’analyse de terre

Dans l’herbe, les teneurs en AzotePhosphore et Potassium sont liéesLes teneurs en N, P et K, permettent de calculer des indices de nutrition iP et iKCes indices spécifiques de la prairie permettent de qualifier les pratiques de fertilisation actuelle et de déterminer la fertilisation à venir en fonction des objectifs assignés à la prairie

Fertilisation P et K des prairies et analyse d’herbe

Pourquoi l’analyse d’herbe ?

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Les prairies concernées● Prairies temporaires de plus de 2 ans● Prairies permanentes

● Prairies riches en légumineuses(>20-25 % au printemps) : n’analyser que les graminées

légumineuses pures non concernées

● Prélever l’échantillon d’herbe au 1er cycle● Avoir au moins 2 t MS /ha et au plus tard à l’épiaison

Caractéristiques de la prairie

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4

6

10

12 

14 

16 

Prod

uctio

n en

 t MS/ha/an

0 120 240 360Régime de fertilisation K2O (kg/ha/an)

1988

Réponse de la prairie à des apports de potasse en sol pauvreEssai de Manzat (63) ‐ 1983 à 1988)

1988

1985

1986

1987

1984

1983

Exemple de réponse de la prairie à la fertilisation K

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dose K (kg K2O ha-1)

t MS ha-1

7

8

9

10

11

12

13

0 60 120 180 240 300 360

150 kg N ha-1

K2O opt = 300

300 kg N ha-1

K2O opt = 249

450 kg N ha -1K2O opt = 157

dose optimales de K2O pour 3 cycles

(ensilage + 2 pâtures) avec un rapport des prix K2O / herbe (kg /kg MS) = 4

Couladère(31) 2010

Exemple de réponse de la prairie à la fertilisation K

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Doses K permettant d’atteindre 95% de la production maximale annuelle des prairies en rotation avec cultures annuelles

dans les essais K de longue durée

0

100

200

300

400

0 20 40 60 80 100

indice de production du régime K0 / production max (%)

dose K 95%(kg K2O ha-1)

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Doses K permettant d’atteindre 95% de la production maximale annuelle dans les essais K sur prairies permanentes

ou temporaires de longue durée

0

100

200

300

400

500

40 50 60 70 80 90 100

indice de production du régime K0 / production max (%)

dose K 95%(kg K2O ha-1)

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• P 0 à 60 kg P2O5/ha

• K 0 à 200 kg K2O/ha

Fertilisation P et Kdes prairies

Au-delà, gains éventuels de croissance faibles

Essais de longue durée réalisés en France :

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Effet d'une impasse ou d'une forte diminutionde fertilisation sur les indices de nutrition

Lydie THELIER-HUCHE, INRA

Valeurs calculées à partir du comportement de 54 parcelles

IPIK

n n+1 n+2 n+3 n+4 n+5

année60

70

80

90

100

110

120in

dice

de

nutr

itio

n iP

ou

iK

Diminution de l’indice plus rapide pour K que pour Psuite à une impasse ou à une diminution de la fertilisation

Attention à l’évolution de l’indice KARVALIS

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Fertilisation PK des rotations fourragères : en conclusion

Des carences en Potasse observées sur maïs depuis quelques années en système laitier

Des teneurs du sol plus faibles (entre T impasse et T renforcée) 

sur l’Est de la Bretagne, avec des évolutions à la baisseVigilance dans les situations suivantes : Rotations à base de cultures fourragères exigeantes en Potasse Part importante de fauches/pâturages Produits organiques apportés en quantité limitée

Réaliser des bilans PK et des analyses de solARVALIS - I

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