Gestion de l’azote dans les champs de maïs inondés

• La perte d’azote (N) peut être due à la dénitrification ou au lessivage causés par de fortes pluies ou des inondations.
• Les facteurs qui influencent les pertes incluent les sources de N, la température et les précipitations.
• Les producteurs devraient évaluer le potentiel de perte pour déterminer si un ajout de N est requis pour aider à maximiser le potentiel de rendement.

Perte de N dans le sol due à la dénitrification et au lessivage

La perte en azote peut survenir par la dénitrification (procédé microbien de réduction des nitrates et des nitrites en formes gazeuses d’azote) et par le lessivage (perte de nitrate N avec l’eau de drainage dans le profil du sol). La dénitrification est fréquente dans les champs inondés parce que l’inondation retire l’oxygène du sol, ce qui crée des conditions idéales pour la dénitrification. Le taux de dénitrification est déterminé par la température; le taux accélère à des températures supérieures à 16 °C (60 °F).¹ Les sols à texture plus lourde ont plus tendance à se dénitrifier alors que le lessivage est plus fréquent dans les sols sablonneux. La dénitrification peut commencer lorsque les sols sont saturés pendant 2 à 3 jours.¹ La recherche effectuée en Illinois a démontré des pertes en nitrates dues à la dénitrification d’environ 4 à 5 % par jour ou les sols de limon et de limon argileux étaient saturés entre la fin mai et le début juin.²

Perte en N dans le sol par nitrification

La perte d’azote peut survenir par nitrification; conversion d’ammonium par les bactéries en nitrite d’abord et en nitrate par la suite. Le nitrate est plus susceptible au lessivage et à la dénitrification, ce qui se traduit en une moins grande disponibilité pour la plante. Le type d’engrais peut influencer le procédé de nitrification; les engrais à base d’ammonium (ammoniac anhydre, urée ou sulfate d’ammonium) sont moins sujets à la nitrification lorsque le sol est saturé. Les engrais d’azote dont le N est en partie sous la forme nitrate (solution de nitrate d’ammonium et d’urée (NAU) ou nitrate d’ammonium) sont plus enclins aux pertes parce qu’une portion de l’engrais est déjà sous la forme de nitrates.

• Volatilisation de l’ammoniac. Les produits d’urée sont transformés en ammonium par l’uréase, une enzyme dans le sol. Le procédé est accéléré si l’humidité du sol est plus élevée. Les inhibiteurs d’uréase peuvent être utilisés pour retarder la dégradation; ils sont habituellement efficaces pendant environ deux semaines, selon l’humidité du sol et la température. Les produits contenant N-(n-butyl) triamide de l’acide thiophosphorique (NBPT) et N-(n-propyl) triamide de l’acide thiophosphorique (NPPT) sont des inhibiteurs d’uréase fréquents.
• Inhibiteurs de la nitrification. Ces inhibiteurs diminuent temporairement les populations de bactéries Nitrosomonas et Nitrobacter ; les principales bactéries qui transforment l’ammonium en nitrite. Les inhibiteurs diminuent la dénitrification et le lessivage en gardant l’engrais N sous sa forme d’ammonium. Les produits efficaces pour inhiber la nitrification sont le dicyandiamide (DCD), la nitrapyrine et pronitradine.

Gestion

Il n’est habituellement pas possible de déterminer exactement la quantité d’N transportée par une forte pluie ou une inondation; cependant, une évaluation de la perte peut être utile pour savoir s’il est nécessaire d’ajouter du N et quelle quantité ajouter. Lorsqu’un excès d’humidité survient tôt au printemps alors que les températures du sol sont relativement fraîches, la perte d’N par dénitrification est assez basse. Cependant, lorsque les températures sont plus chaudes tard au printemps ou au début de l’été, les risques de pertes sont plus élevés.

Calculer une estimation de la perte en N

Une étude portant sur les sols saturés et les types de sol a démontré que les sols de limon et de limon argileux avaient perdu 4 à 5 % d’N quotidiennement par dénitrification, surtout si un engrais à base de nitrates seulement avait été appliqué. Ce qui correspondait à 60 - 70 lb N/acre (67 à 78 kg/hectare). Dans les sols à texture grossière, le lessivage était le principal facteur de perte d’N. En appliquant 50 lb N/acre (56 kg/hectare) le rendement final était comparable au rendement du sol n’ayant pas été exposé à un excès d’eau. 3 Un autre point important est l’utilisation d’un réseau de drainage souterrain pour aider à drainer le champ. Une étude en Iowa a déterminé que la perte annuelle d'N variait d’aussi peu que 1 lb nitrate N/acre à 75 lb de nitrate N/acre (1,1 kg de nitrate N/hectare à 84 kg de nitrate N/hectare), les années trempées suivies d’années extrêmement sèches ont démontré les plus grandes pertes et les taux de pertes les plus élevées sont survenues au printemps. Les auteurs ont estimé que lors de printemps trempés, le taux de perte d’azote par écoulement dans le réseau de drainage était de 40 à 50 lb nitrate N/acre (44 à 56 kg de nitrate N/hectare).²

La perte estimée de nitrates par dénitrification à des températures de sol de 55 à 60 °F (12,7 °C à 15,5 °C) est de 10 % lorsque le sol est saturé pendant 5 jours et cette perte atteint 25 % lorsque le sol est saturé pendant 10 jours (2 à 2,5 % de perte par jour) et les pertes augmentent avec les températures de sol plus chaudes. Dans une étude effectuée à des températures de sol supérieures à 65 °F (18,3 °C), une application excessive d’eau sur des sols de limon et de limon argileux a entraîné une perte de nitrates de 4 à 5 %.⁷

La première étape est d’évaluer la quantité d’ammonium convertie en nitrate-N. Si l’application d’ammoniac anhydre était effectuée à l’automne, environ 60 % seraient convertis en nitrate tôt au printemps et avec une application d’ammoniac anhydre au début du printemps, environ 50 % seraient convertis en nitrates. Si un inhibiteur de nitrates était utilisé, la conversion serait moindre. La deuxième étape est de déterminer le taux de conversion en nitrates. Si les sols sont frais, environ 2 à 2,5 % par jour pourraient être utilisés, si les sols sont chauds, un taux de 4 à 5 % pourrait être utilisé.²

Scénarios

Une application de NAU a été effectuée en présemis et en présence de conditions trempées à la fin du printemps. Le pourcentage estimé de NAU converti en nitrates est de 80 %, 130 lb N/acre (145,7 kg N/hectare) a été appliqué, les sols sont chauds 65 °F (18,3 °C) et saturés pendant 7 jours.

• (130 lb N à l’acre x 85 % nitrates/100) x (4 % par jour/100) x (7 jours) = une estimation de 31 lb N perdu par acre.
• (145 kg N par hectare x 85 % nitrates/100) x (4 % par jour/100) x (7 jours) = une estimation de 34 kg N perdu par hectare.

Une application d’ammoniac anhydre a été effectuée à l’automne sans inhibiteur. Des conditions trempées sont survenues lorsque les sols étaient frais, le sol était saturé pendant 10 jours et 70 % du 150 lb/acre (168 kg /hectare) de N appliqués a été converti en nitrates.

• (150 lb N par acre x 70 % nitrates/100) x (2,5 % par jour/100) x (10 jours) = une estimation de 26 lb N perdu par acre.
• (168 kg N par hectare x 70 % nitrates/100) x (2,5 % par jour/100) x (10 jours) = une estimation de 29 kg N perdu par hectare.

Si le champ est équipé d’un réseau de drainage souterrain, les pertes pourraient être plus élevées à cause de l’écoulement de l’eau par les tuyaux des drains d’écoulement. De plus, avec les sols à texture très grossière, une pluie abondante (>4 pouces) (>100 mm) ajoutée à des sols déjà saturés pourrait entraîner le lessivage de la plupart, sinon tous les nitrates hors de la zone des racines.