Comprendre et gérer la perte d’azote dans le maïs après de fortes pluies

Gestion du maïs après une perte d’azote du sol

L’optimisation du rendement en maïs repose en partie sur une teneur en azote (N) du sol suffisante. Mais des précipitations excessives après le semis peuvent annuler les avantages des applications de N. Une quantité insuffisante de N peut nuire au développement de la culture à chaque stade de croissance et peut diminuer son potentiel de rendement. Les plants de maïs qui n’ont pas suffisamment de N à leur disposition sont moins vigoureux et transfèrent souvent toute leur énergie dans la production de grains, produisant ainsi des tiges faibles et vulnérables à la pourriture et à la verse. L’effet le plus grave sur le potentiel de rendement peut se produire en réponse à un stress au stade de l’apparition des soies et peut durer jusqu'au stade pâteux du développement du grain. L'absorption du N et du phosphore (P) est rapide pendant cette période. Les concentrations d'éléments nutritifs dans le plant sont fortement corrélées au rendement final en grain, et l'on peut observer une réaction aux engrais appliqués plus tôt. Les carences en nutriments à ce stade peuvent se traduire par la production de grains et d’épis incomplets.

La gestion d’une culture de maïs après de fortes pluies requiert de savoir pourquoi les pertes de N se produisent et ce que l'on peut faire pour y remédier.

Comment le sol perd son azote

L'excès d'humidité dans le profil du sol est l'une des principales causes de perte de N. Ces pertes sont dues soit au lessivage, soit à la dénitrification, c’est-à-dire la perte des nitrates, une forme de N. Le lessivage est un phénomène par lequel l'excès d'eau, se déplaçant vers le bas dans le profil du sol, chasse les nitrates sous la zone des racines. La dénitrification est un processus qui se produit lorsque les conditions de saturation et d'anaérobie du sol incitent les microbes à convertir les nitrates en N gazeux qui remonte dans le sol et peut être libéré dans l'atmosphère. La quantité de N perdu sous forme de nitrate est principalement déterminée par la durée de saturation des sols ainsi que par la température du sol. Selon des travaux menés à l'Université de l'Illinois, lorsque les sols sont saturés, la perte quotidienne de N sous forme de nitrate par dénitrification peut atteindre 1 à 2 % si la température du sol est inférieure à 13 °C (55 °F), 2 à 3 % si la température du sol se situe entre 13 et 18 °C (55 et 65 °F) et 4 à 5 % si la température du sol est supérieure à 18 °C (65 °F)¹.

Facteurs qui déterminent la disponibilité de l’azote

Lorsque des événements de pluie extrêmes se produisent pendant la saison de croissance, il n’est pas facile de décider s'il faut faire une application supplémentaire de N. Plusieurs facteurs influencent l'ampleur des pertes de N après de fortes pluies, ce qui incite à la prudence dans la prise de décision. Les facteurs qui interviennent sur le N disponible sont les suivants :

• La quantité de nitrate déjà présente au moment de l’événement; cette valeur dépend de la forme du N appliqué, du moment de l’application et de la dose ainsi que de l'utilisation éventuelle d'un inhibiteur de N;
• Le stade de développement que la culture a atteint au moment de l’événement;
• La durée de la période de saturation du sol;
• La configuration du drainage qui détermine les risques de lessivage et de dénitrification.

Stade de la culture : La quantité de N perdu dépend du stade de développement de la culture au moment où se produisent les événements de pluie extrêmes. Lorsque de fortes pluies surviennent plus tard dans la saison, il est possible que les plants aient déjà absorbé une grande partie du N nécessaire à leur développement. Le maïs au stade de l’apparition des soies (R1), par exemple, a déjà absorbé environ 60 % du N nécessaire, tandis que le maïs au stade du gonflement (R2) en a absorbé 75 %². Les besoins supplémentaires en N à ces stades de croissance peuvent provenir de ce qui reste de l'engrais appliqué plus tôt dans la saison ou du N minéralisé à partir de sources organiques comme le fumier ou les résidus de cultures de couverture.

Type d'azote appliqué : Le type de programme de fertilisation azotée utilisé peut également faire une différence. L’importance des pertes de N à la suite de pluies abondantes en cours de saison sera plus grande si des formes inorganiques de N ont été utilisées plutôt que des formes organiques. Dans le cas de la fertilisation azotée inorganique, une grande partie du N appliqué est déjà convertie en nitrate vers le stade de croissance V12². L'utilisation d'un inhibiteur de N peut prolonger la protection contre la conversion du N de l'ammonium en nitrate pendant environ six semaines². Mais tout nitrate restant dans le sol peut être vulnérable au lessivage et à la dénitrification à la suite d'événements de pluie extrêmes. En revanche, la fertilisation azotée issue de formes organiques, telles que le fumier ou une culture de légumineuses précédente, continuera à créer du N ammoniacal plus longtemps dans la saison de croissance (minéralisation), donnant le temps au maïs d’utiliser le N avant qu'il ne soit nitrifié et éventuellement perdu. Les pluies qui tombent plus tard dans la saison peuvent également créer des conditions qui favorisent la minéralisation et éventuellement fournir du N supplémentaire disponible.

Type de sol et configuration du drainage : La quantité d'eau qu'un type de sol spécifique peut retenir est un autre facteur important qui peut avoir une incidence sur le degré de lessivage. En raison de leur texture, les sols sableux ne peuvent retenir autant d'eau que les sols argileux. Par conséquent, le lessivage des nitrates se produira plus facilement dans un sol sableux que dans un sol argileux. La configuration du drainage du sol peut également avoir un effet sur la quantité de N lessivé. Pour qu'il y ait lessivage, les précipitations doivent être suffisantes dans le profil de sol pour que les nitrates soient évacués sous la zone des racines. Cela signifie qu'il doit y avoir suffisamment d'eau pour dépasser la capacité du champ ainsi que la quantité d'eau éliminée par la culture de maïs elle-même par évapotranspiration.

Comment déterminer la quantité d’azote perdu

Il n’y a pas de méthode simple pour déterminer la quantité de N perdu par lessivage ou dénitrification, mais il existe des étapes que le producteur peut suivre pour l'aider à prendre une décision éclairée sur la pertinence d'appliquer un supplément de N.

Évaluation de la culture : Visiter le champ est l'une des meilleures façons de déterminer la disponibilité du N dans le sol. Portez une attention particulière aux signes de carence en N, surtout avant l'apparition des soies. Les plants de maïs carencés en N peuvent sembler rabougris, chétifs et vert jaunâtre. Les feuilles les plus anciennes, donc les plus basses, présenteront une zone de jaunissement en forme de V prenant naissance à l'extrémité du limbe (figure 1). Cependant, il ne faut pas oublier que le potentiel de rendement est probablement déjà réduit quand les signes de carence en N se manifestent³. Il faut également faire preuve d'une certaine prudence face aux symptômes visuels. Il est courant de voir du maïs de couleur terne dans les zones humides, mais ce n'est pas nécessairement les conséquences d'une carence en N. En outre, il faut tenir compte du potentiel de productivité une fois que le sol sèchera. Les dommages consécutifs à la saturation du sol en eau plutôt qu’à la perte de N peuvent être à l’origine de la baisse du potentiel de rendement⁴.

Figure 1. Feuille de maïs présentant les signes d’une carence en azote. Photo gracieusement offerte par l’International Plant Nutrition Institute (IPNI) et la collection d’images des signes de carence en nutriments de l’IPNI.

Un test préalable à l'épandage d'azote en bandes latérales (PSNT) : Le PSNT est un outil d’évaluation utile pour les champs qui présentent des risques de perte de N par lessivage et dénitrification. Le test fournit une mesure de la quantité de N minéralisé à partir des sources organiques et de la quantité de N résiduel encore présent dans le sol. La minéralisation est le processus par lequel le N organique est converti en N ammoniacal et en N des nitrates qui sont ensuite disponibles pour l'absorption par les plantes. Une humidité adéquate du sol et des températures chaudes sont bénéfiques pour la minéralisation. Toutefois, si les températures de la fin du printemps sont inférieures à la normale, l'analyse peut sous-estimer le N du sol (valeurs d'analyse du sol inférieures) en raison du ralentissement du processus de minéralisation. L'échantillonnage pour le PSNT doit être effectué lorsque le maïs atteint une hauteur de 15 à 30 cm (6 à 12 pouces)¹. Les carottes de sol doivent être prélevées à une profondeur de 30 cm (12 pouces), un échantillon contenant 15 à 20 carottes. Bien qu'il existe quelques différences dans les recommandations des universités pour l'interprétation des résultats de PSNT, une règle générale veut que, si les résultats de l'analyse du sol dépassent 23 à 25 ppm, un apport supplémentaire de N n'est probablement pas nécessaire⁵. Une correction d'environ 11,2 kg N/ha (10 lb N/acre) est recommandé pour chaque variation de 1 PPM du PSNT⁶.

Autres outils : Il existe d'autres outils, tels que les appareils de mesure de la chlorophylle (SPAD), les capteurs de culture et la télédétection/imagerie aérienne, pour détecter les carences en N en cours de saison¹. La télédétection nécessite un bon développement du couvert végétal à la mi-saison et peut être réalisée efficacement à l'aide de caméras IVDN (indice de végétation par différence normalisée) fixées sur des aéronefs ou de capteurs installés sur des équipements d'application de N à haut dégagement. L'IVDN ou l’indice NDRE (normalized difference red edge) de n'importe quelle partie du champ est comparé aux lectures les plus élevées du champ (considérés comme la « référence de teneur élevée en N »), et des applications à taux variables peuvent alors être effectuées dans les zones pauvres en N⁷. Ces outils peuvent fournir de l’information pour aider à déterminer les taux d'application de N en fin de saison.

Comment corriger une carence en azote

Selon les résultats de l'évaluation et du test, il peut être nécessaire d'effectuer des applications de N pour corriger les carences et maintenir le potentiel de rendement du maïs. Les applications correctives seront plus efficaces avant l'apparition des soies, au moment où les plants de maïs ont le plus besoin de N. L'absorption maximale de N dans le maïs se produit approximativement entre les stades de croissance V9 et V18, ce qui correspond à la principale période de croissance. Il est important d’utiliser la meilleure source de N correspondant à la méthode d'application pour obtenir les meilleurs résultats.

Les applications de N en bandes latérales peuvent être très efficaces pour remédier à une carence en N plus tôt dans la saison. Tous les engrais azotés habituels peuvent être utilisés pour les applications en bandes latérales. Les sources de N pour applications en bandes, en ordre décroissant d’intérêt, sont les suivantes^8,9 :

1. Ammoniac anhydre ou solutions urée-nitrate d'ammonium (UAN) injectés entre les rangs.

2. Sulfate d'ammonium sec à la volée

3. Saupoudrage d'UAN en bandes

4. Urée à la volée

*L’application d’UAN à la volée doit être évitée car cela peut brûler le feuillage du maïs, surtout si le maïs a atteint une grande taille.

Dans le maïs de grande taille, il est possible que l'équipement standard d'application de N ne soit pas utilisable. Le N peut alors être appliqué par un équipement à haut dégagement muni soit d’un applicateur à dents pour injecter le N dans un sillon de coutre à quelques centimètres de profondeur, soit de buses à jet dirigé adaptées pour une telle application. Un tuyau divisé ou une buse à jet dirigé en Y peuvent être utilisés pour appliquer l'engrais azoté liquide près des plants¹⁰. Pour atténuer les risques de dommages par l'engrais, on peut ajouter du poids supplémentaire aux buses afin de réduire les rebonds et les éclaboussures d'engrais sur les plants. Les applications d'ammoniac anhydre devraient être évitées lorsque le maïs atteint le stade V7. En effet, l'ammoniac anhydre peut rapidement passer du point d'injection à la zone de racines en croissance et potentiellement blesser les racines. L'urée granulaire offre une autre option pour la fertilisation azotée en fin de saison. Elle peut être appliquée par un épandeur à caisson à haut dégagement ou par aéronef¹⁰. Le maïs sous irrigation offre aussi des possibilités. L'injection d’UAN dans l'eau d'irrigation peut être une méthode pratique¹⁰. L'effet correctif du N appliqué en fin de saison par n'importe quelle méthode au maïs carencé en N sera influencé par la santé des racines des plants. Des racines endommagées n’offriront qu'une capacité limitée d’absorption du N appliqué en fin de saison.

Les applications fractionnées de N peuvent également être utilisées comme pratique de gestion pour réduire les pertes de N et fournir le nutriment à un moment qui coïncide davantage avec celui où le maïs en a besoin. Lorsque le N est appliqué en une seule fois avant le semis ou au semis, il est plus probable que les pertes de N soient plus importantes en cas de fortes pluies. Le risque de perte de N peut être réduit en fractionnant les applications, c’est-à-dire en effectuant une première application en présemis ou au semis, puis une seconde en postlevée.