2. Dejections animales 2.3. Utilisation judicieuse des dejections animales

Geypens M. Vandendriessche H. Bries J.

Service Pedologique de Belgique W. De Croylaan 48 B - 3001 Heverlee

Carlier L. Baert ],

Ministerie van Landbouw Rijksstation voor Plantenveredeling Bestuur voor Landbouwkundig Onderzoek Centrum vaar Landbouwkundig Onderzoek -Gent Burgem. Van Gansberghelaan 109 B - 9820 Merelbeke

631.862.2

Mots des Dejections animales, utilisation, efficacite de l'azote

303 tandbouwujdschnft • Revue de I·Agricultu~. 1992. Vol. 45. nO 2

Resume La premiere partie de cet article traite du lisier en tant qu'engrais compose peu couteux qui, en plus, apporte de la matiere organique. La valeur fertilisante du lisier est determinee notamment par l'effica­ cite de l'azote. Comme une partie de l'azote se presente sous forme organique, cette efficacite est toujours legerement inferieure a. celle des engrais mineraux de reference. En outre, la fraction minerale est tres sensible aux pertes lors de l'application. Une reduction de ces pertes peut contribuer a une nette augmentation de l'efficacite. D'autres pertes importantes sont dues au lessivage et a la denitrifica­ tion. Celles-ci sont notamment fonction du type de sol et du moment d'application du lisier. Si ces pertes peuvent etre chiffrees, on peut calculer l'efficacite de l'azote avec une assez bonne preci­ sion. 11 y a toutefois lieu de tenir compte de l'eventuelle absence de culture ainsi que du type de culture. Sur base des valeurs moyennes des pertes, un tableau indiquant l'efficacite de l'azote est presente. Le 'Mestdecreet' de l'Executif fla­ mand ajoute de nouvelles conditions et restrictions en matiere d'uti­ lisation des engrais d'origine animale. nest done necessaire de modifier en consequence le tableau bien connu relatif a l'utilisation des engrais d'origine animale. A titre d'exemple, un nouveau tableau est presente pour les sols limoneux. La deuxierne partie de cet article presente un certain nombre d'essais ponant sur l'application de lisier sur prairies dans le but d'arriver a cne rneilleure valorisation de la fumure N-P-K. Differentes doses de lister de bovins, de porcs et de poules ont ete injectees dans les prairies et ont ete combinees avec divers apports d'engrais chimiques I\-P-K. A cote d'une parcelle temoin non fertilisee, des applications superficielles de lisier ont egalement ete realisees sauf avec le lisier de poules. Les conditions atmospheriques influencent fortement l'efficacite du lisier. L'injection a quasiment resulte en un double­ ment de l'utilisation de l'azote par rapport a l'epandage classique. Le potassium present dans le lisier fut comparable a celui present dans les engrais mineraux, L'efficacite du phosphore fut presque trois fois inferieure a celle du phosphore des engrais chimiques mais il est difficile d'en calculer l'efficacite etant donne que l'exportation du phosphore par l'herbe coupee n'a jamais ete superieure a 120 kg de P205/ha/an. La composition de l'herbe a ete influencee par l'appli­ cation de lisier d'une facon analogue a ce qui se produit dans le cas d'une fertilisation minerale. L'injection de lisier dans les prairies, limitee a un maximum de 25 t/ha et effectuee au printemps, pre­ sente des perspectives interessantes en ce qui conceme l'efficacite favorable de la fumure N-P-K, la composition qualitative de l'herbe

304 Landbouwtijdschrilt - Revue de l'Agncuhere 1992 Vol 45. n ' 2

et l'utilisation ecologiquement justifiee, En cas de fertilite normale du sol, l'application de quantites plus importantes a un effet negatif . sur la production et sur la composition de l'herbe.

1. Introduction L'utilisation des engrais d'origine animale constitue un theme d'actualite vu les preble­ mes ecologiques que les excedents de lisier peuvent creer localement. 11 s'agit d'une situation qui se presente dans plusieurs pays situes autour de la Mer du Nord et qui est due notamment a la suppression du lien entre la charge de betail et la disponibilite de terres. Tant au niveau de l'exploitation que de la region, le problerne fondamental des exce­ dents de.Iisier reside dans le fait que l'apport des mineraux depasse de loin leur exporta­ tion par la production animale et vegetale. 11 faut done transporter les mineraux presents dans les dejections animales - apres traite­ ment ou non - afin de reequilibrer les apports et les exportations. En effet, les autres methodes d'evacuation des mineraux, comme la volatilisation, le ruissellement, le lessivage et la denitrification, sont nefastes pour l'environnement. En vue de reduire les transports, on peut tout d'abord essayer d'utiliser de facon opti­ male les mineraux presents dans les dejec­ tions animales dans les zones de production elles-rnernes, L'objectif consiste a valoriser au maximum l'engrais d'origine animale par la production vegetale, tout en evitant une charge inacceptable pour l'environnement. Cet objectif implique egalement que les pro­ duits vegetaux soient conformes aux normes de qualite specifiques fixees pour le produit recolte, Le lisier est un engrais compose peu couteux qui, en outre, apporte de la matiere organi­ que. Mais il a aussi des inconvenients, Ainsi, l'utilisation des mineraux contenus dans le lisier est inferieure a celle des mineraux con­ tenus dans les engrais mineraux, Ceci est particulierement le cas pour l'azote, ce qui rend plus difficile le controle de la fertilisa­ tion azotee. D'autre part, la composition des dejections animales est assez variable de sorte qu'une utilisation judicieuse n'est pos-

305

sible qu'a condition de bien connaltre la composition de l'engrais. Une analyse de laboratoire permet de remedier a ce pro­ bleme, On essaie egalement d'arriver a une analyse acceptable du lisier par certaines methodes de mesure rapides. Toutefois, selon Hotsma (1991), il vaut mieux ne pas consacrer trop de temps ni de travail a la mise au point de methodes rapides de mesure vu que celles-ci n'ont qu'une faible precision. A son avis, on ferait mieux d'investir dans l'organisation de l'analyse du lisier en labora­ toire. Un autre inconvenient consiste dans le fait que, pour l'utilisateur, la proportion des divers elements nutritifs contenus dans le lisier est une donnee fixe. L'application d'une certaine quantite de lisiersur base de la norme de fertilisation relative a un setil element nutritif influence egalement la quan­ tite appliquee des autres elements nutritifs. Le present article examine les facteurs qui determinent l'utilisation judicieuse du lisier dans les cultures. Complementairement, il presente certaines donnees generales concer­ nant l'efficacite de l'azote present dans le lisier. . La deuxieme partie presente certains essais effectues sur prairies dans le but d'ameliorer l'utilisation de l'azote, du phosphore et du potassium presents dans le lisier.

2. La valorisation du lisier et ses conse­ quences en vue d'une utilisation judicieuse La valeur fertilisante du lisier est telle qu'il peut remplacer, en tout ou en partie, les engrais mineraux. II faut toutefois que cette valeur fertilisante soit suffisamment elevee afin de reduire les effets secondaires nefastes, comme par exemple l'augmentationde la charge sur l'environnement. La valeur fertili­ sante du lisier est souvent comparee a celle des engrais mineraux, On peut utiliser plu­ sieurs criteres pour caracteriser l'efficacite des engrais en general. Nous nous limiterons aux criteres suivants.

Landbcuwtijdsehrilr • Revue de I'Agriculture. 1992. Vol. 45, nO 2

2.1. Coefficient d'utilisation, utilisation apparente ou 'recovery' C'est la part d'un element nutritif donne qui est prelevee par une culture. Le prelevement d'un element nutritif dans une parcelle ferti­ lisee est comparee au prelevement dans une parcelle non fertillsee. .

2.2. Coefficient d'efficacite ou efflcacite d'un engrais Le prelevement par la plante des elements nutritifs du lisier est compare au preleve­ ment de ces elements lors d'un apport equi­ valent a partir d'engrais mineraux de refe­ rence. Les utilisations apparentes de l'azote, du phosphore et du potassium sont compa­ rees respectivement a celles du nitrate d'ammoniac, du superphosphate triple et du chlorure de potassium 60 % ou du sulfate de potassium. Le coefficient d'efficacite d'un ele­ ment nutritif present dans le lisier est des lors le rapport, en pour cent, entre le coeffi­ cient d'utillsation de cet element nutrinf pre­ sent dans le lisier et celui de cet element nutritif present dans l'engrais mineral de reference. II y a toutefois lieu d'utiliser la notion de coefficient d'efficacite avec une certaine prudence. Dans le cas d'une fumure croissante d'azote mineral, l'utilisation de l'azote diminue. L'application d'importantes doses de lisier peut faire augmenter le coeffi­ cient d'efflcacite, suite a l'utilisation tres fat­ ble de l'azote de l'engrais mineral a des doses de N equivalentes a celles presentes dans le lisier. Lors de l'application de doses croissantes de lisier, l'utilisation de l'azote du lisier diminue egalement, mais moins rapidement que celle des engrais mineraux, Certains auteurs deflnissent le coefficient d'efficacite en fonction du rendement de la culture et non en fonction du prelevement des elements nutritifs, c-a-d qu'ils conside­ rent l'effet sur le rendement , en pour' cent, d'un element nutritif present par ex. dans le lisier par rapport a l'effet de cet element pre­ sent dans un engrais mineral. Dans ce cas, on utilise aussi Ia notion d"efficacite'. Cette notion est surtout utilisee pour caracteriser l'effet de l'azote present dans Ie lisier sur Ie rendement. Nous proposons toutefois d'appe­ ler cet effet 'effet d'economies d'azote des engrais chimiques'. La notion d' 'efficadte de !'azote' est deflnle comme etant Ia quantite de production de matiere seche par kg d'azote applique.

306

Le coefficient d'efflcacite de l'azote est d'abord fonction de la repartition en p.c. des diverses formes d'azote dans le lisier (tableau 1). Une partie de l'azote est liee a Ia matiere organique. Cet azote n'est libere qu'au moment ou la matiere organique se decom­ pose. Une grande partie de l'azote present dans la matiere organique est deja liberee au

. cours de la premiere annee qui suit l'appli­ cation (Np). Le reste (Nr) est libere lente­ ment au cours des annees suivantes. L'azote non lie a la matiere organique (azote mineral ou Nm) consiste notamment en ammoniac, mais aussi en uree, Dans la pratique, c'est surtout l'azote mineral qui peut donner lieu a des pertes et qui, de ce fait, a la plus grande ipfluence sur l'utilisation de l'azote present dans le lisier. Comme l'azote se presente sous differentes formes et comme il peut etre lib ere sur une periode assez longue, il faut en fait conside­ rer l'utilisation de l'azote sur une periode de

Tableau 1 Repartition des dlfferentes fractions d'azote presentes dans Ie lisier (%)

Type de lisier

Nr

Bovins 50 25 25 Pores 50 33 17 Paules 70 20 10 Veaux a l'engrais 80 9 11

(1) Nm : azote mineral Np : azote lie a la matiere organique, libere au eours de l'annee qui suit l'application Nr : azote lie a la matiere organique qui ne sera libere q~e tres lentement, apres l'annee d'appli­ cation Source: PAGV, 1989

Tableau 2 Perte totale d'ammoniac dans les 5 jours qui suivent I'application de lisier : determination en tunnel ventile, it une vitesse de 1 m/ s

Lisier

Val. extr, Moyenne

14-59 35 25-76 48 5-20 10

49-83 68

Lieu Perte d'ammoniae en % de la quantite appliquee

Bovins Pores Pores Paules

RU, PB PB RU PB

Source: Pain et al., 1989

udbouwtijdschrifr , Revue de I'Agriculture. 1992. Vol. 45, n= 2

plusieurs annees. Lorsque le lisier -est epandu regulierement sur une parcelIe, l'utilisation de l'azote residuel sera relativement plus importante. Lorsque le bilan organique du sol est en equilibre suite a une application reguliere et constante de lisier, l'efficacite de l'azote residuel apporte annuellement peut etre equivalente a celle de l'azote Np. Cela veut dire que, chaque annee, la quantite de matiere organique mineralisee est identique a la quantite apportee par le lisier. Cet equili­ bre ne s'etablit qu'au bout d'une periode relativement longue (de plusieurs dizaines d'annees), 11 va de soi que, dans le cas d'applications annuelles de lisier, l'impor­ tance de l'azote Nr en tant que source d'azote augmente. Pour un sol determine, la quantite de N mineralise provenant du lisier au cours d'une annee est fonction de la quantite de Np encore presente, de l'azote Nr et de la temperature. Compte tenu des eventuelles pertes, on peut calculer theoriquement l'efficacite de l'azote present dans le lisier. Afin d'effectuer le cal­ cul avec une grande precision, il faut toute­ fois bien connaitre l'importance ainsi que la valeur des parametres qui determinent les pertes de rendement. Les pertes lors de l'application dependent fortement des conditions atmospheriques ainsi que de l'enfouissement ou non du lisier. Des pertes de 20 % lors de l'applica-

tion sont considerees comme normales pour les terres de culture mais elles peuvent etre beaucoup plus importantes en presence de certaines conditions defavorables (comme le gel ou un temps tres sec). Pour les prairies, les pertes sont en moyenne superieures a 30 % sauf en cas d'utilisation de certaines techniques speciales, comme . l'injection par ex .. Le tableau 2 montre que les pertes ammoniacales peuvent etre tres variables. Ces penes lors de l'application ne concement que la fraction minerale presente dans le lisier. Les penes par denitrification et par lessivage, quant a elles, doivent etre cal­ culees aussi bien pour la fraction. minerale que pour l'azote libere par mineralisation. Etant donne que la denitrification biologique est beaucoup plus importante que lao denitri­ fication chimique, a cote du type de sol, la temperature et la teneur en matiere organi­ que sont egalement importantes. Dans les. sols limoneux lourds et les sols argileux, la denitrification peut erre deux fois plus importante que dans les sols sablonneux. Les chiffres avances a ce sujet sont tres specula­ tifs, Lammers (1984) admet, pour des terres de culture et pendant la peri ode de novem­ bre a fevrier, une perte par denitrification de 17 et 38 % par mois, pour l'azote mineral present respectivement dans un sol sablon­ neux et dans un sol argileux. En ce qui con­ ceme les prairies, il n'est pas fait de distinc-

Tableau 3 Apercu des coefficients d'efficacite (en %) de N previsible des engrais semi-Iiquides d'origine animale, en fonction du type du sol et du moment d'application

Periode Engrais Type de sol d'applieation semi-liquides

sablonneux sabla-limaneux limaneux

Tares ambles Oetabre bavins et

pores a l'engrais 10-25 15-25 20-30 . paules 15-25 20-30 25-35

Mars bovins et pores a l'engrais 40-60 40-60 40-60 paules 40-70 40-70 40-70

Prairies Oetabre bovins,

pores a I' engrais et paules 10-20 15-25 15-25

Mars bavins, pores a l'enwais et paules 35-45 35-45 35-45

307 Landbouwtijdschrift - Revue de I'Agriculture. 1992. Vol. 45. nO 2

tion entre les deux types de sol et on admet une perte par denitrification de 13 % jusqu'au 15 decembre et de 10.010 ulterieure­ ment. Comme les chiffres relatifs aux pertes par denitrification, les chiffres relatifs aux pertes par lessivage sont assez divergents. Les per­ tes totales d'azote mineral present dans la couche arable en automne peuvent atteindre 70 a 80 % dans les sols sablonneux sans couvert vegetal. Dans les sols lourds, ces pertes peuvent rester Iimitees a moins de 50 %, meme dans un cas defavorable, Plu­ sieurs modeles ont ete developpes dans le but de calculer le Iessivage des nitrates. La comparaison de ces modeles revele souvent l'existence d'importantes differences de resul­ tats (Van Dijk, 1991). Ce fait pourrait indi­ quer que les modeles sont d'une fiabilite insuffisante. Ce qui est sans doute plus important, c'est le choix du modele en fonc­ tion des conditions specifiques, etant donne que les modeles ont souvent ete developpes et mis a l'epreuve dans un environnement limite. En ce qui concerne les pertes par denitrifica­ tion et par lessivage, l'importance de celles-ci est aussi determinee par la peri ode de crois­ sance et par la profondeur d'enracinement de la culture. Ainsi, il est possible que, dans le cas des cultures a enracinement profond, l'utilisation de l'azote applique en automne peut etre plus importante que celle d'une application au printemps vu qu'une culture a enracinement pro fond est capable de prele­ ver a un moment avance de la periode de croissance l'azote transporte vers les couches plus profondes. Pour la culture proprement dite, une disponibilite tardive de l'azote peut nuire a la qualite (Geypens et al. 1991). n ressort de ce qui precede que le coefficient d'efflcacite de l'azote du lisier peut fluctuer . dans une mesure tres importante. Sur base de calculs, on peut dire que pour du lisier de bovins applique sur des terres de cultu­ res, le coefficient d'efficacite peut varier de 15 % lors de situations tres defavorables a pres de 60 % lors de conditions favorables. Cette tres grande variation est egalement observee sur les champs d'essais. La compo­ sition des engrais, le mode d'epandage, les conditions atmospheriques, la presence d'une culture et sa profondeur d'enracinement font qu'en pratique, il est difficile de prevoir l'efficacite d'une facon precise. Une utilisation judicieuse du lisier suppose

308

tout d'abord que l'epandage du lisier soit effectue soigneusement. L'importance de la volatilisation determine deja dans une large mesure le niveau d'efflcacite de l'azote du lisier qui peut etre atteint, Le moment d'application a une grande influence sur les pertes par lessivage et par denitrification. En principe, l'utilisation est la plus elevee lors­ que l'application du lisier a lieu le plus tard possible avant le semis ou l'implantation de la culture, mais il faut tenir compte aussi du risque de degats dus aux sels. L'application avant les cultures de printemps permet d'obtenir une efficacite plus grande que l'application avant 'les cultures d'automne. Pour ces dernieres, le prelevement d'azote mineral est limite et les pertes par lessivage pendant l'hiver ne sont pas toujours negli­ geables. L'utilisation la plus faible est enre­ gistree en cas d'applications automnales sur terres sans couvert vegetal. Dans les sols sablonneux, cela s'explique surtout par le lessivage; dans les sols' argileux et de 'pol­ ders', c'est la denitrification qui en est la cause. Le lessivage peut egalernent etre important dans les sols de polders peu pro­ fonds. Sur la base des donnees qui prece­ dent, on donne au tableau 3 un aper<;u de l'efficacite previsible de l'azote present dans les dejections animales, pour des applica­ tions dans differentes conditions. Ces don­ nees ont une valeur indicative et doivent etre utilisees comme telles. On a notamment deja attire l'attention sur l'importance de la presence. d'une culture et de sa profondeur d'enracinement. Le lisier contient des phos­ phates, tant sous forme inorganique que sous forme organique, Une petite partie des phos­ phates organiques consiste en phosphates organiques a haute densite moleculaire (Vrie­ serna et Gerritse, 1983). Dans le lisier a l'etat frais, les teneurs en phosphates organiques peuvent atteindre 40 % de la quantite totale des phosphates dans Ie lisier de porcs et 60 % dans le lisier de poules. Apres quel­ ques mois de stockage, la plus grande partie des phosphates organiques a ete transformee en phosphates inorganiques. Comme les phosphates ont une faible mobilite dans le sol et comme les pertes de phosphates sont quasiment nulles, le coefficient d'efficacite des phosphates peut etre assimile a 100 % durant plusieurs annees. La premiere annee, l'efficacite est tres variable et difficile a esti­ mer a l'avance. Le potassium se trouve sur­ tout dans la fraction liquide du lisier, sous

L1ndbouwtijdschrift - Revue de l'Agriculture. 1992. Vol. 45. nO 2

Tableau 4 Utilisation optimale des dejections animales en sol limoneux avec une liberation nonnale d'azote (1) pour quelques cultures, compte tenu d'aspects agronomiques, environnementaux 'Iegaux

Culture Periode Quantite Coeffi- Besoins Fumure Raisons de limitation (mois) (t/ha) cient moyens azotee as

(2) d'effica- totaux suree par cite les dejec- de N % tions ani

males(%)

Mais 3-4 r: 75 (3) 45 160 93 lessivage v: 51 45 93 norme pour le phosphate k: 24 50 68 norme pour le phosphate

Bett. suer, 3-4 r: 75 45 150 100 v: 38 45 74 norme pour le phosphate k: 18 50 51 norme pour le phosphate

Bett. fourr. 3-4 r: 75 45 170 87 lessivage v: 38 45 norme pour le phosphate r: 18 50 '.48 norme pour le phosphate

Pommes de terre 3-4 r: 60 40 200 53 degats de chlore v: 45 38 49 norme pour le phosphate k: 35 18 36 norme pour le phosphate

Fr. d'hiver 9-10 r: 20 35 155 20 lessivage v: 14 35 20 lessivage k:9 39 20 lessivage

Orge d'hiver 8-9 r: 17 40 120 25 verse et lessivage v: 12 40 25 verse et lessivage k:8 44 25 verse et lessivage

Fr. d'ete 2-3 r: 30 45 120 50 verse et lessivage v: 21 45 51 verse et lessivage k:13 50 49 verse et lessivage

Orge d'ete 2-3 r: 23 45 90 51 verse et lessivage v: 15 45 49 verse et lessivage k: 10 50 50 verse et lessivage

Chaux de Brux. 4-6 r: 80 45 200 79 lessivage v: 38 45 56 norme pour le phosphate k: 18 50 41 norme pour Ie phosphate

Prairie a paturer 2-3 r: 25 35 (4) 350 11 quantite de potassium (Jere coupe) v: 17 35 (4) 11 norme pour l'az. +nitrates

k: 12 39 (4) 11 norme pour l'az.+nitrates

Prairie de fauche r: 25 35 (4) 350 11 quantite de potassium (total pour 4 coupes) v: 17 35 (4) 11 norme pour l'az-l-nitrates

k:12 39 (4) 11 norme pour l'az, +nitrates

Cultures derobees 7-9 r: 20 45 100 40 nitrates+ lessivage (5) v: 14 45 40 nitrates+ lessivage

k:ll 50 50 nitrates+ lessivage

(1) Sol limoneux profond avec % C : 1,3-1,5

309 Landbouwtijdschri£t • Revue de I'Agriculture. 1992. Vol. 45. nO 2

(2) Comme norme, on a pris la composition moyenne (par t de lisier), d'apres la banque a lisier Lisier semi-liquide Azote (kg) Phosphate (P205) (kg) Bovins (r) 4,4 1,8 Pores (v) 6,5 3,9 Poules (k) 9,0 8,3 (3) Si la fumure azotee minerale est appliquee dans la ligne, la dose doit etre adaptee (4) Pour epandage superficiel. Pour pouvoir subvenir aux besoins de la culture avec un complement d'engrais mineraux sans toutefois depasser la norme de 400 kg d'azote/ha, Ie coefficient d'efficacite de l'azote dans Ie lisier doit etre de 54 % (5) II faut egalement tenir compte de la fumure de la culture principale

forme inorganique. Si Ie potassium n'est pas adsorbe sur l'humus ou sur des particules d'argile, il reste en solution et peut disparat­ tre dans Ie sol, lessive par les precipitations. Si du lisier est applique peu de temps avant l'implantation de la culture, on peut admet­ tre que Ie coefficient d'elficacite s'eleve a 100 %. Le 23 janvier 1991 a ete publie ledit 'mestdecreet' de l'Executif flam and, dont Ie but est de proteger l'environnement contre la pollution due a la production et a l'utilisa­ tion des engrais. Ce decret regle notamment l'utilisation des engrais d'origine animale et fixe la quantite d'engrais d'origine animale et des autres engrais pouvant etre appliquee sur les terres de culture. De plus, ce decret determine les periodes pendant lesquelles il est interdit d'appliquer des engrais d'origine animale. Le decret impose certaines restrictions quant a l'usage des engrais d'origine animale. Par Ie passe, Ie Service Pedologique de Belgique a etabli un tableau relatif a l'utilisation du lisier en agriculture (Boon 1980). Suite aux dispositions legales du 'mestdecreet', ces donnees ne peuvent plus etre appliquees integralement. Le tableau 4 donne un apen;:u concis et adapte a la nouvelle reglernentation des engrais d'origine animale en tenant compte de certains aspects d'ordre agronomi­ que, ecologique et legal. Ce tableau se limite a donner des renseignements ayant trait aux sols limoneux et il ne donne qu'une idee assez generale. Le besoin d'azote reel d'une culture peut s'ecarter considerablement du besoin suppose suite a certaines caracteristi­ ques specifiques comme la capacite de ren­ dement, Ie precedent cultural, l'utilisation d'engrais verts, les conditions atmospheri­ ques, etc.

3. L'utilisation Ju Iisier en prairie Durant les ann :s septante deja, Ie Service Pedologique de Belgique a deja realise plu-

310

sieurs essais afin de connattre la valeur ferti­ lisante du lisier. Ces essais ont ete effectues aussi bien en grandes cultures qu'en prairies, On ne reviendra pas sur ces essais (Geypens et al. 1991) dans Ie present article. Dans Ie but d'examiner les possibilites d'une meilleure utilisation de l'azote, du phosphore et du potassium presents dans le lisier, un meme schema experimental a ere applique en 1988 et 1989 par la 'Rijksstation voor Plantenveredeling' de Merelbeke sur 3 par­ celles de prairies.

3.1. Organisation de l'essai Le champ d'essai a ete divise en 4 bandes correspondant a 4 niveaux de fertilisation minerale N-P-K et divers modes d'application du lisier ont ete appliques perpendiculaire­ ment aces bandes. L'injection a ete realisee au moyen d'un injecteur KA WECO, les 5 tubes d'injection etant espaces l'un de l'autre de SO cm. En moyenne, la profondeur d'injection etait de IS ern, variant de 12 a 18 cm (Carlier et al., 1990). Les applications de lisier etaient les sui­ vantes.

En 1988 Merelbeke : application de lisier de bovins Ie 06.04.88 Composition du lisier : 6,1 % de MS, 3,5 kg Je Nit, 1,9 kg de P20S/t, 4,0 kg de K20/t Essais : epandage superficiel de 0 et de 38,1 t/ha; injection de 37,8 et de 63,2 t/ha Dates de recolte : 20.05.88, 27.06.88 et 19.09.88 Malderen : application de lisier de bovins Ie 23.03.88 Composition du lisier : 10,3 % de MS, 5,5 kg de N/t, 2,8 kg de P20S/t 4,5 kt i· j( )W· Essais : epandage superficiel de 0 et de _ ;4 t/ha; injection de 32,2 et de 48,1 t/ha Dates de recolte : 13.06.88, 25.07.88, 01.09.88, 21.10.88

Landbouwnjdschrtlt - Revue t:c I'Agricuhurc. 1992. Vol. 45, n 2

Merelbeke : application de lisier de porcs le 05.04.88 Composition du lisier : 9,3 % de MS, 5,7 kg de Nit, 6,6 kg de P205/t, 3,1 kg de K20/t Essais : epandage superficiel de 0 et de 25,3 t/ha; injection de 29;2 et de 59,4 t/ha Dates de recolte : 18.05.88, 27.06.88, 16.08.88, 19.09.88 Merelbeke : application de lisier de poules le 08.04.88 Composition du lisier : 13,9 % de MS, 9,7 kg de Nit, 6,5 kg de P205/t, 4,4 kg de K20/t Essais : injection de 0, de 21,7 et de 44,3 t/ha Dates de recolte 18.05.88, 27.06.88, 16.08.88, 19.09.88

En 1989 Merelbeke : application de lisier de bovins le 14.03.89 Composition du lisier : 8,0 % de MS, 4,5 kg de Nit, 1,'8 kg de P205/t, 4,8 kg, de K20/t Essais : epandage superficiel de 0 et de 25 t/ha; injection de 31 et de 59 t/ha Dates de recolte : 03.05.89, 31.05.89, 13.07.89, 22.08.89, 16.10.89 Malderen : application de lisier de bovins le

28.03.89 Composition du lisier : 9,2 % de MS, 4,8 kg de Nit, 2,1 kg de P205/t, 5,1 kg de K20/t Essais : epandage superficiel de 0 et de 32 t/ha; injection de 29 et de 53 t/ha Dates de recolte : 05.05.89, 30.05.89, 10.07.89, 29.08.89, 25.10.89 Merelbeke : application de lisier de porcs le 14.03.89 Composition du lisier : 2,7 % de MS, 3,5 kg de Nit, 2,0 kg de P205/t, 2,9 kg de.K20/t Essais : epandage superficiel de 0 et de 21 t/ha; injection de 32 et tie 59 t/ha Dates de recolte : 04.05.89, 31.05.89, 13.07.89, 22.08.89, 16.10.89 Merelbeke : application de lisier de poules le 15.03.89 Composition du lisier : 10,4 % de MS, 7,3 kg de Nit, 5,2 kg de P205/t, 3,4 kg de K20/t Essais : injection de 0, de 22 er de 44 t/ha Dates de recolte : 03.05.89, 31.05.89, 13.07.89, 22.08.89, 16.10.89 En 1988 et 1989, les 4 niveaux de fertilisa­ tion N-P205-K20 appliques par ha et par coupe ont ete les suivants : 25-13-33; 50-27-67; 75-40-100 et 100-53-133 kg. En ~988, il Y a eu 4 coupes. En 1989, il Y en a

Tableau 5 Rendement moyen en herhe (kg de MS/ha/an) en 1988 et 1989 apres application de diiferentes quantites de lisier de bovtns, de porcs et de poules en combinaison avec des engrais mineraux

Lisier de bovins 0 30t super£. 33t inj. 56t inj. 0-0-0 3480 3490 4920 5720

Engrais mineraux 100-53-130 6050 7210 7560 8510 N-P-K/ha.an 200-107-267 8420 9640 9710 10640 (1) 300-160-400 11020 11860 12130 12200

400-213-533 11850 12890 13290 12620

Lisier de pores 0 23t super£. 31t inj. 59t inj. 0-0-0 3490 6070 5560 7830

Engrais mineraux 100-53-130 5820 8290 S080 10800 N-P-K/ha.an 200-107-267 9350 11150 11300 12920 (1) 300-160-400 12520 14010 12780 13950

400-213-533 14770 14600 13660 14380

Lisier de poules 0 22t inj. 44t inj. 0-0-0 5110 7340 9420

Engrais mineraux 100-53-130 8470 10250 11640 N-P-K/ha.an 200-107-267 11330 12550 13460 (1) 300-160-400 13290 14180 13780

400-213-533 14060 14750 13400

Superf. : lisier epandu superflciellernent inj. : lisier injecte (1) N-P-K: N-P205-K20

311 LandbouwUjdschri£t • Revue de l'Agricult~re. 1992. Vol. 45. nO 2

eu 5, mais seules les 4 premieres coupes ont ete fertilisees. La discussion qui suit reprend les resultats moyens de l'application de lisier de bovins a Merelbeke et a Malderen.

3.2. Resultats et discussion Au tableau 5 sont lndiques les rendements moyens en matiere seche del'herbe pour 1988 et 1989, pour les differentes combinai­ sons et doses d'engrais. Les resultats du tableau S montrent que les combinaisons les plus 'lourdes' d'engrais chi­ mique et de lisier ne sont plus interessantes au point de vue de la production d'herbe et que, parfois, elles ont meme un effet negatif Les faibles rendements des essais temoins peuvent etre expliques en partie par l'effet de l'ete sec de 1989 et en partie par le fait qu' au cours des deux annees precedant l'essai, on s'est uniquement limite a couper l'herbe et cela avec un apport relativement faible d'elements nutritifs (350 kg de N, 80. kg de P20S et 400 kg de K20 par ha et par an). La teneur en N de l'herbe etait plus elevee apres injection de lisier qu'apres epandage superficiel ce qui revele que l'efficacite de l'azote du lisier injecte a ete meilleure. On remarque nettement que l'herbe avait

. une couleur plus foncee a proximite des sil­ Ions d'injection, mettant en evidence une concentration accrue de N. Ce fait corres­ pond aux observations faites par Snijders

(1987) qui, lui aussi, a mesure des teneurs plus elevees en N et en N03- de l'herbe situee a proximite des sillons d'injection. L'application de lisier de bovins apres injec­ tion ou epandage superficiel a fait augmenter la teneur en K de l'herbe, tandis que les teneurs en Mg et en Na sont restees inchan­ gees, que la teneur en Ca a meme diminue et que la teneur en P n'a guere augrnente. L'application de lisier de pores a fait aug­ menter la teneur en K alors que la teneur en Mg est restee quasiment inchangee et que la teneur en Na a legerement augmente, La teneur en Ca a legerement diminue. L'application de lisier de poules a fait aug­ menter la teneur en K ainsi que les teneurs en Mg, Na et Ca. Des problemes dus aux teneurs trop elevees en N03- (plus de 0,75 % dans la MS) de l'he'rbe coupee et a conserver peuvent se poser pour plusieurs combinaisons de fertili­ sation. Lors de la deuxierne coupe, mais sur­ tout lors de la quatrierne (herbe d'automne), .le seuil de risque d'intoxication par les nitra­ tes a ete depasse pour toutes les combinai­ sons les plus 'lourdes' d'engrais organiques avec des engrais mineraux. Il en etait deja ainsi lors d'une application de 44 t de lisier de poules combinee a 200 kg de N mine­ ral/ha.an . A partir des rendements en herbe et de la quantite appliquee d'azote (de phosphore ou de potassium), on peut calculer l'efficacite de

Tableau 6 Effieacite de Pazote et utilisation de N, P20S et K20 pour differents modes d'appliea­ tion et quantites de lisier de bovins, de pores et de ponies en eombinaison avee une application d'engrais mineraux N-P-K- (moyennes sur 1988 et 1989)

K20

N-P-K mineral (1) 21 70 94 Lisier de bovins 30t appl. sup. 9 29 66 + N-P-K miner~ 33t inject. 10 41 63

r 56t inject. 7 34 49

N-P-K mineral (2) 30 71 46 100 Lisier de pores 23t app!. sup. 19 26 15 85 + N-P-K mineral (2) 31t inject. 11 45 13 108

59t inject. 13 40 18 93

N-P-K mineral (3) 31 5.7 41 87 Lisier de paules 22t inject. 10 SO 14 93 + N-P-K mineral (3) 44t inject. 9 56 14 105.

(1) Moyenne pour les doses 0-0-0 il 400-213-533 (2) Moyenne pour les doses 0-0-0 il 300-160-400 (3) Moyenne pour les doses 0-0-0 a 200-106-266

312 tandbouwujdschrtlt • Revue de l'Agrtcuhure. 1992. Vol. 45, nO 2

l'azote (du phosphore ou du potassium), c-a-d le rapport entre la quantite d'herbe ' produite et la quantite de l'azote (de P ou de K) appliquee sous forme d'engrais. Au tableau 6 est presente un resume de l'efftca­ cite de l'azote et de l'utilisation des quantites \ supplementairesde N-P-K appliquees via le lisier. En ce qui conceme le lisier de bovins, les calculs ont ete effectues pour tous les niveaux de fertilisation tan dis que pour le lisier de porc!i, ils n'ont ete effectues que jusqu'a 300 kg de N mineral et que, pour le lisier de poules, ils ne l'ont ete que jusqu'a 200 kg de N mineral, les combinaisons plus 'lourdes' de lisier et d'engrais mineraux n'ayant qu'un faible effet positif, voire un effet negatif sur le rendement en herbe. Pour les calculs, on a toujours pris les niveaux de fertilisation minerale comme base de refe- ' renee, si bien que les resultats concement uniquement l'efficacite d'une fertilisation organique donnee en supplement.

3.2.1. Utilisation de l'azote du lisier En ce qui conceme l'engrais mineral, l'effica­ cite de l'azote s'eleve a quelque 25 kg et pour l'injection a quelqtie 10 kg de matiere seche par kg d'azote applique en supplement a partir du lisier. Le lisier de porcs epandu ' superficiellement avait une efficacite de l'azo­ te nettement meilleure que le lisier de porcs injecte. Les conditions atrnospheriques etai­ ent vraiment ideales au moment de l'appli­ cation. II ressort du tableau 6 qu'il existe d'impor­ tantes differences quant a l'utilisation de l'azote, entre les trois types de fertilisation. Dans les conditions de l'essai, l'azote apporte par les engrais mineraux a en moyenne ete utilise a concurrence de 66 % environ pour les doses prises en consideration; en cas d'injection, ce taux etait de 44 % environ pour tous les types d'engrais et dans le cas d'epandage superficiel de lisier, il n'etait que de 27 % environ. On peut en conclure que le coefficient d'efficacite de l'azote du lisier epandu superficiellement est de 40 % et eel­ le du lisier injecte de 67 %. Il s'agit ici de valeurs particulierernent elevees quand on les compare aux donnees indiquees au ta­ bleau 3. L'utilisation de l'azote des engrais epandus superficiellement au printemps est assez ele­ vee, ce qui doit etre attribue aux conditions atmospheriques favorables au moment de l'application et durant les jours qui suivent

313

(temps, nuageux et ensuite pluvieux) . Les conditions atmospheriques influencent peu l'efficacite du lisier injecte, mais par contre elles ont un effet important sur la structure de la couche racinaire; en effet, eet­ te derniere est entaillee a distances regulieres (dans notre essai tous les 40 em), ce qui peut avoir des effets negatifs sur le rende­ ment en herbe lorsque les conditions at­ mospheriques sont favorables au desse­ chement. Les chiffres relatifs a l'utilisation de l'azote .~ dans le cas d'injection de lisier sont toutefois

. en concordance avec ceux obtenus aux Pays­ Bas par Van der Meer et al. (1990). Cela veut dire que l'utilisation de l'azote present dans une tonne de lisier injecte contenant 5 kg de N par tonne correspond a 2,95 kg d'aiote provenant d'engrais chimiques. L'in­ jeetion de 30 tonnes de ce lisier par ha au printemps permet d'economiser 90 kg d'en­ grais chimiques par an pour la fertilisation d'une prairie.

3.2.2. Utilisation du phosphore et du potassium presents dans le lisier On peut deduire du tableau 6 que l'utilisati­ on du phosphore apporte par les engrais mi­ neraux est a peu pres trois fois plus impor­ tante que celle du phosphore apporte par le lisier. Les calculs des exportations de phosp­ hore par l'herbe coupee n'ont jamais donne des valeurs de plus de 120 kg a l'he, ce qui implique qu'il peut y avoir une importante accumulation de phosphore dans la couche arable, vu l'ecart existant entre le phosphore applique et Ie phosphore exporte. De plus, la profondeur moyenne (de 15 em) a laquelle le phosphore est mis a la disposition des ra­ cines de l'herbe dans le cas OU le lisier est injecte, est trop importante etant donne que plus de 80 % de la masse radiculaire active se situe dans la couche superieure (10 em) de la zone d'enracinerilent. En ce qui conceme le phosphore, les notions de 'presence' et de 'disponibilite' ne sont pas toujours synonymes, ce qui ne facilite pas le calcul de la dose de phosphore, applique par injection de lisier, lors de la formulation d'un avis de fumure phosphoree pour prairies. En ce qui conceme le potassium, il y a peu, voire pas de difference d'utilisation en fone­ tion de l'origine du potassium; on retrouve dans l'herbe coupee la quasi totalite du po­ tassium applique .. Cela permet de conclure

Landbcuwnjdschrilt • Revue de 1' .• "". ulture, 1992. Vol. 45. nO 2

que lors de la formulation d'un avis de fu­ mure, on peut prendre en consideration qua-

siment toute la quantite de potassium appli­ quee via le lisier.

Conclusion generale n a ete dit dans la premiere partie de cet article que le lisier est un engrais compose dont la valeur fertilisante se rapproche de celle des engrais mineraux en ce qui concerne le potassium et le phosphore. L'azote etant aussi present sous forme organique, l'utilisation de N est inferieure a celle des engrais mineraux. Le coefficient d'efficacite de N present dans le lisier pourrait etre calcule avec une precision assez grande si l'importance des principales pertes, a savoir les per­ tes lors de l'application, par lessivage et par denitrification, etaient connues. Pour arriver a une utilisation judicieuse, il convient de te­ nir compte de toute une serie de facteurs dont le moment d'applica­ tion, le mode d'application, le volume de lisier, le type de sol, la presence ou l'absence d'une culture et le type de culture. Le 'mestdecreet' de l'Executif flamand a impose des conditions et des restrictions supplementaires, Un tableau indicatif d'utilisation, etabli pour les principales cultures, peut etre un instrument pour favoriser l'utilisation judicieuse. n ressort des resultats de certains essais relatifs a l'utilisation du li­ sier en prairies et discutes dans la deuxieme partie de cet article, que le mode d'application peut avoir un effet essentiel sur l'utilisati­ on de l'azote. L'injection du lisier en prairies a permis de reduire les pertes d'azote, par rapport aux pertes enregistrees lors d'une applica­ tion superficielle. Le 'recovery' de l'azote applique a augmente dans une mesure importante, ce qui est tres positif au point de vue de l'environnement. L'utilisation du phosphore applique par injection de lisier est difficile a estimer lors de l'etablissement d'un avis de fu­ mure alors que l'utilisation du potassium est aussi bonne que celle du potassium provenant des engrais mineraux, Les conditions at­ mospheriques influent indirectement sur l'efficacite N-P-K du lisier injecte en raison de l'entaillement au niveau de la zone d'enracine­ ment et des degats de structure eventuellernent causes a la couche 'racinaire par la combinaison 'tracteur-citerne a lisier-injecteur',

(Traduit du neerlandais)

314 Landbouwtijdschrif • Revue de J'Aericuhurc. 1992. Vol. 45. rt- 2

Remerciements Cet article a pu etre realise grace a l'aide financie­ re de l'Institut pour l'encouragement de la Recher­ che Scientifique dans l'Industrie et l'Agriculture (IRSIA) apportee a la realisation de nombreuses re­ cherches relatives au lisier effectuees anterieu­ rement.

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