Fumure organique de la pomme de terre

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Station fédérale de recherches en production végétale -- de Changins

Directeur: André Stéubli

Fumure organique de la pomme de terre

W. REUSTI et J.-A. NEYROUD, Station fédéi•ale de recher-ches en p-oductron l ,égétale de Changins, Case posttrle 254, CH-1260 Nti•on 1

~ E-mail: werner.reust@rac.admin.ch Te 1. (+41) 22 36 34 444.

Résumé

Deux essais successifs comparant fumure organique et minérale sur des cultures de pommes de terre (variétés Matilda et Désirée) ont été conduits entre 1996 et 2001 au domaine de la RAC à La Frétaz, Bullet (VD). L'objectif était de déterminer l'efficacité du fumier sur la pomme de terre et l'évolution de l'azote minéral dans le sol. Les es- sais ont été installés dans une rotation après trois ans de prairie artificielle. Le sol est caractérisé comme étant moyen-silteux et peu profond. Un apport de fumier d'environ 33 t/ha a pratiquement couvert les besoins en P, K et Mg de la culture. Le fumier seul a permis, dans le meilleur des cas, une augmentation de rendement commercial d'environ 10%, en particulier chez Matilda. Un apport complémentaire d'azote minéral allant jusqu'à 120 kg/ha a entraîné une augmentation supplémentaire de rendement d'environ 25%. En revanche, la teneur en amidon a alors diminué. Le fumier a exercé un effet favorable sur le taux d'amidon, surtout pour Matilda. L'évolution de la teneur en azote minéral du sol était comparable pour les deux types de fumure, avec un niveau légèrement plus élevé pour la fumure organique. L'essentiel de l'azote est prélevé par les plantes pendant une très courte période en juin et juillet. Une nouvelle minéralisation de l'azote a été observée après la récolte vers la fin de septembre. Elle est d'un niveau comparable pour les deux procédés de fumure. Dans le sol nu, l'azote a été en grande partie lessivé pendant l'hiver.

Introduction

De nombreuses exploitations agricoles suisses cultivant des pommes de terre utilisent des engrais de ferme. La pomme de terre est une culture exigeante en fer- tilisants et, depuis toujours, l'agriculteur lui réserve en priorité ses engrais de ferme. Aussi la littérature ancienne in- dique-t-elle fréquemment des apports élevés de fumier (40-50 t/ha) dont l'effet serait particulièrement bon et améliore- rait la structure du sol. A l'époque ce- pendant, les rotations de cultures se composaient principalement de céréales, de prairies temporaires, de pommes de terre et de betteraves. Dans le but d'évi- ter la verse des céréales, le producteur apportait le fumier principalement aux cultures sarclées (WALTHER, 1999). Au- jourd'hui, on est plus critique envers les engrais organiques, car d'une part la quantité d'éléments effectivement dis-

Avec la collaboration technique de J.-P.

Dutoit.

ponibles est difficile à estimer — en par- ticulier l'azote pendant la phase princi- pale de prélèvement en début de saison — et elle varie encore selon les conditions pédoclimatiques, et, d'autre part, les te- neurs en éléments nutritifs ne sont sou- vent pas connues, ce qui peut avoir une influence négative sur la maturation des cultures, le rendement et la qualité des tubercules (SATTELMACHER, 1999) en cas d'insuffisance ou d'excès. Pour des raisons de commodité et pour assurer une production de qualité, l'apport des engrais organiques était généralement réalisé en automne. Actuellement, pour des raisons de protection de l'environ- nement, on cherche à éviter les pertes pendant la saison hivernale; par consé- quent, cette pratique n'est plus recom- mandée. Dans le cadre de la nouvelle politique agricole et des prestations écologiques requises (PER), les engrais de ferme doivent étre intégralement pris en compte dans le bilan de fumure;

l'agriculteur a donc tout intérêt à valori- ser au mieux ce produit.

Il nous a ainsi paru important de faire une nouvelle étude pour préciser l'effi- cacité du fumier en culture de pommes de terre.

Expérimentation

Les essais ont été conduits de 1996 à 2001 sur le domaine de La Frétaz (Bullet, M 1200 m), appartenant à la Station fédérale de Changins (RAC). I1 s'agit d'une exploi- tation herbagère avec jeune bétail et vaches laitières.

L'assolement des parcelles concernées comprend trois années de prairie artificielle suivies d'une culture de pomme de terre.

Avant la mise en place de cette dernière, le gazon est détruit en automne avec un herbi- cide. L'épandage du fumier et le labour ont lieu au printemps, peu avant la plantation.

Le fumier utilisé provient d'une stabulation libre avec litière profonde; il est stocké à couvert pendant une année avant utilisation.

Les essais sont implantés sui- un sol brun acide sur calcaire, peu profond, contenant 26% d'argile, 51% de silt et 23% de sable.

Revue suisse Agric. 35 (6): 273-276. 2003 27 3

Tableau 1. Fertilité du sol à La Fretaz.

Année MO (%) pH P205 DS indice' K20 Mg/' ()0 g'

1996 4,6 5,8 4,7 2,5

1997 412

4,7

5,5 2,6 1,1

1,6 3,3 3,7 3,7

1998 5,3 2,8

1999 4,5

4,3

5,3 5,4

2,0

2000 3,7

2001 4,3 5,4 3,7

Moyenne 414 5,5 3,3 2,7

'Extrait à l'eau saturée de CO2.

Résultats

Rendement en tubercules et teneur en amidon

Dans l'essai réalisé avec la variété Ma- tilda, l'apport de fumier a permis une augmentation de rendement de 8 a 11Olc pour les sous-procédés 0 N et 40 N mi- néral. Cette amélioration est particulie- rement marquée pour la fraction de tu- bercules mesurant 35 a 70 mm. Avec les compléments d'azote plus impor-

Tableau 2. Procédé «fumier»: apports d'éléments fertilisants par le fumier et compléments par les sous-procédés «azote minéral».

Apports par le fumier et éléments disponibles (kg/ha) Apport total

Année t/ha fumier N total % disponible N P205 K20 Mg N

1996 32,5 204 25 51 96 353 25 51 91 131 171

1997 33,0 170 25 43 112_ 353 32 43 83 123 163

1998 33,0 167 25 42 84 _380 22 42 82 122 162

1999 32,0 176 25 44 96 327 27 44 84 124 164

2000 36,0 122 25 31 70 264 22 31 71 111 151

2001 32,0 144 25 36 113 365 29 36 76 116 156

Moyenne 32,6 164 25 41 95 340 26 41 81 121 161

Ses autres caractéristiques sont présentées dans le tableau 1. Le niveau de fertilité en P est médiocre et celui en K satisfaisant.

L'essai est installé en blocs randomisés avec quatre répétitions et comprend deux procédés principaux. Dans le premier pro- cédé, la fertilisation est apportée par le fu- mier, a raison de 30-36 t/ha selon l'année.

Cet apport de fumier est censé couvrir pra- tiquement les besoins en P. K et Mg: en 2000 toutefois, un complément minéral a été apporté, en raison des faibles teneurs du fumier. L'azote disponible du fumier pour l'année d'essai est estimé à 25% de l'azote total, selon les Données de busc pour lu f tr- i71 u-e des ,ortindes cultui-es cet clos herbuges

(RYSER et til., 2001). Dans le second procé- dé, les mêmes doses de fertilisants P, K et M1 sont apportées par des engrais miné- raux. L'essai comprend également quatre sous-procédés de fumure minérale azotée sous forme de nitrate d'ammoniaque, soit 0, 40, 80 et 120 kg N/ha. Les fumures appor- tées sont présentées dans les tableaux 2 et 3. L'azote des sous-procédés est apporté en deux fractions égales, la première a la plan- tation et la seconde début juin, au stade des fanes à 10-15 cm.

L'essai a été conduit avec les variétés mi-pre- coces Matilda, de 1996 a 1998, et Désirée, de 1999 à 2001. La période de végétation variait, selon l'année, de 100 à 115 jours et la récolte intervenait deux a trois semaines après le défanage.

La teneur en azote minéral du sol (couche de 0-60 cm) a été mesurée pendant toute la période de végétation et après la récolte, jus- qu'au printemps suivant. A cette tin, chaque procédé et chaque répétition ont été échan- tillonnés à raison de quatre prélèvements par parcelle. L'analyse des ions nitrate, ni- trite et ammonium a été réalisée par extrac- tion dans une solution de CaCI, (0,01 M) suivie d'un dosage colorimétrique.

Tableau 3. Procédé «engrais minéraux»: apports d'éléments fertilisants de base et compléments par les sous-procédés «azote minéral».

Année Apport total

N P K Mg

1996 0 40 80 120 96 353 25

1997 0 40 80 120 112 353 32

1998 0 40

40

80 120 120

84 96

380 327

22

1999 0 80 27

2000 0 40 80 120 70 264 22

2001 0 40 80 120 113 365 29

Moyenne 0 40 80 120 95 340 26

600 - 16,5

C< 35 mm ❑ 35-50 mm A - Fumier B - Fumure minérale

■ 50-70 mm O> 70 mm 1- 0 N 2- 40 N

500 ---■ Amidon % 13 - 80 N 4 - 120 N 16

■

~ 400 L

''%,@

15,5

«V _,_ _-. ^.. _v

0300 15 -°o

aEi E

~ 200 ~ -

14,5

i : _. , . - ■ ~

100 - - - - 14

0 13,5

1A 1B 2A 2B 3A 3B 4A 4B Procédé

Fi,,. I. Rendements en tubercules selon les calibres et teneur en amidon de la variété Matilda (valeurs moyennes 1996-1998). Les procédés suivis d'un A ont reçu un apport de fumier plus un complément d'azote minéral (procédés 2-4). Les procédés suivis d'un B ont reçu toute la fumure sous forme minérale. Ppds (P = 0.05): fumier = 36,7 dt/ha; minéral = 21,1 dt/ha.

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tants, la différence est insignifiante.

Dans les procédés avec fumier, la teneur en amidon des tubercules est systernati- quement plus élevée de 0,7 a 0,8%. Le procédé avec fumier sans complément d'azote produit la teneur la plus élevée, tandis que ce taux diminue avec chaque apport d'azote minéral supplémentaire (fi g. 1).

L'essai avec la variété Désirée présente des résultats semblables à un niveau de rendement plus élevé cependant, lié à la variété. Toutefois, les différences entre procédés de fumure sont encore moins marquées et aucun avantage du fumier n'est observé. Le rendement le plus élevé est obtenu avec la fumure minérale de 120 kg N/ha. Cet essai se caractérise par un très faible taux de sous-calibre « 35 mm) et de surcalibre (> 70 mm) pour tous les procédés. La teneur en amidon montre une tendance semblable a celle de Matilda en faveur du fumier, mais uniquement pour les procédés extrêmes ON et 120 N/ha, tandis que pour les niveaux intermé- diaires, il n'y a aucune différence entre les modes de fumure. La diminution de la teneur en amidon avec l'augmentation de l'apport N est nettement marquée dans cet essai (fig.2). Ces résultats confirment les observations de travaux antérieurs en relation avec la fumure azotée sur la pomme de terre (REUST, 1995).

Les plantes n'ont pas présenté de diffé- rences phonologiques liées au mode de fumure. Seul un léger retard de la ma- turation a été observé avec l'apport de fumier, de même qu'avec la dose éle- vée d'azote minéral.

Evolution de l'azote minéral dans le sol

Le profil annuel des teneurs en azote minéral des sols est présenté dans les figures 3 et 4 pour les moyennes des résultats obtenus respectivement avec les variétés Matilda et Désirée. Ces profils sont semblables; seuls les ni- veaux varient selon l'année d'essai. On observe d'une manière générale que les teneurs sont inférieures à 40 kg N/ha à la sortie de l'hiver, qu'elles augmentent nettement sous l'effet des divers procé- dés de fertilisation et qu'elles diminuent ensuite sous l'effet du prélèvement par les plantes. Le premier dosage de juin montre des valeurs élevées, traduisant a la fois la reprise de l'activité de miné- ralisation de l'azote et l'effet spécifique des quatre doses d'engrais minéral du premier apport. Le second dosage de juin, après le second apport d'azote, montre des résultats semblables a ceux

Fg. 2. Rendements en tubercules selon les calibres et teneur en amidon de la variété Désirée (valeurs moyennes 1999-2001). Les procédés suivis d'un A ont reçu un apport de fumier plus un complément d'azote minéral (procédés 2-4). Les procédés suivis d'un B ont reçu toute la fumure sous forme minérale. Ppds (P = 0,05): fumier = 48,8 dt/ha; minéral = 69,5 dt/ha.

300

E =0N 250 1:12 = 40 N 200 ■ 3 =80 N

~ ■4=120N

t

Z 150

Y CD

100

50 -

1 iiii

^ffa

0

> i i C C ~ r:► ~.: ~ i

E ;5 :` ? ÿ ô c E É ~ '~ '~ 0 ° c E Avec fumier Engrais minéraux seuls

Fg. 3. Evolution de l'azote minéral dans le sol selon les procédés de fumure avec apport de fumier ou sans fumier (valeurs moyennes 1996-1998).

200

180

160 ❑ 1 = ON 140 ❑ 2 = 40 N

~ 120 — ■3=80N

t ~

Z 100 ■4=120N -

Ÿ 80 - --- -

60 40

20 -

0-

i C C ~ r-: *~ > C ~ r~ +•: > i CL Q

~ '~ '~ '~ ~ ° ~ É É '? '3 '~ ÿ ° _ ~ Avec fumier Engrais minéraux seuls

Fg. 4. Evolution de l'azote minéral dans le sol selon les procédés de fumure avec apport de fumier ou sans fumier (valeurs moyennes 1999-2001).

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du premier, qui s'expliquent par la croissance et l'absorption intensives de nutriments opérées par les plantes à ce stade.

Les dosages suivants montrent la réduc- tion progressive des différences obser- vables entre les sous-procédés de fu- mure azotée. Dès septembre, une légère augmentation, liée au travail du sol à la récolte, puis une lente diminution durant l'hiver caractérisent l'absence de prélè- vement d'azote minéral par les plantes sur un sol restant nu jusqu'au prin- temps. La différence entre la récolte et la fin de l'hiver a toujours été inférieure à 50 kg N/ha. La méthode ne permet cependant pas de savoir quelles quanti- tés d'azote ont été perdues ou réorgani- sées. Sur l'ensemble des résultats, on n'observe pas de différences notables entre les procédés avec et sans fumier, bien que le fumier ait apporté en moyenne 41 kg/ha d'azote disponible.

Zusammenfassung

Organische Düngung der Kartoffel

In den Jahren 1996-2001 wurden auf dem Betrieb der RAC La Frétaz (Bullet, VD) zwei aufeinanderfolgende Düngungsversuche mit Stapelmist im Vergleich zu einer rein mineralischen Düngung durchgeführt. Die Versuche wurden mit den Sorten Matilda und Désirée zur Bestimmung der Eftizienz einer Stapelmistdüngung bei Kar- toffeln durchgeführt. Der Versuch wurde in einer Fruchtfolge nach einer dreijâhrigen Kunstwiese angelegt. Der Boden ist flachgründig und mittelschwer, eher lehmig.

Eine Mistgabe von ungefâhr 33 t/ha deckt weitgehend den Bedarf an Grunddünger P, K und Mg bei Kartoffeln. Die alleinige Mistgabe ergab im besten Fall einen Ertrags- zuwachs von 10%, insbesondere bei der Sorte Matilda, wo vor allem die Knollen im Marktanteil gefôrdert wurden. Zusâtzliche N-Gaben bis 120 kg/ha erbrachten noch eine Ertragssteigerung von etwa 25%, aber auch eine Abnahme des Stârkegehaltes.

Der Stapelmist wirkte sich günstig auf den Stârkegehalt aus, vor allem bei Matilda und in einem geringeren Mass auch bei Désirée. Der Mineralstickstoffgehalt im Boden zeigte nach organischer Düngung einen gleichen Verlauf, aber etwas erhôht zu Beginn der Saison. Der grôsste Teil des Stickstoffs wurde in einer sehr kurzen Periode Juni/Juli von den Pflanzen aufgenommen. Nach der Ernte, gegen Ende September, wurde eine erneute N-Mineralisierung im Boden in beiden Verfahren gemessen. Ein Teil des Stickstoffs wurde jedoch wâhrend des Winters auf unbedecktem Boden aus- gewaschen.

Discussion et conclusion

Summary

L'effet du fumier sur le rendement n'est pas aisément chiffrable. Dans nos con- ditions expérimentales, un gain en tu- bercules de 8 à 11 % a été observé au cours du premier cycle d'expérimenta- tion dans les procédés sans complément d'azote minéral et avec complément de 40 kg N/ha. Le sol de La Frétaz ainsi que le précédent cultural, une prairie artificielle, conviennent bien à la pomme de terre et l'accroissement est très ra- pide en raison du climat favorable. La teneur en amidon a reflété l'effet béne- fique du fumier avec une augmentation de près de 1%, particulièrement chez la variété Matilda et plus faiblement pour Désirée. Cet effet peut s'expliquer par une activité microbienne plus élevée avec l'apport du fumier. Pour ce qui con- cerne le rendement, des observations semblables dans un essai de longue

durée ont été faites par WALTHER

(2001). Cet auteur y voit un effet plus favorable du fumier lorsqu'il est appor- té régulièrement sur une longue durée.

11 observe aussi que les importantes va- riations dans l'efficacité du fumier qui peuvent survenir d'une année à l'autre sont principalement liées aux conditions météorologiques et que cette variation s'atténue avec le temps. La minéralisa- tion du fumier n'intervient pas toujours au moment favorable pour la culture.

L'intensité de cette minéralisation, et par conséquent l'effet sur la pomme de terre, est aussi nettement plus forte dans un sol léger que dans un sol lourd.

Pour éviter les risques d'excès d'azote disponible, CHAMBRENOIT et al. (2002)

recommandent de ne pas utiliser priori-

tairement les engrais de ferme pour la pomme de terre.

Les profils d'évolution des teneurs en

N11,in ne détectent pas la présence du fu- mier, qui apporte pourtant un supplé- ment d'azote. Il est possible que l'azote du fumier soit rapidement réorganisé et mis en réserve dans un sol dont l'acti- vité biologique est renforcée par la pré- sence d'une prairie trois années sur quatre. Par contre, l'effet spécifique des apports différenciés d'engrais azoté minéral, partiellement reflété par les te- neurs en Nmin, ne se traduit qu'incom- plètement en augmentation de rende- ment. Bien que ces apports n'aient pas d'effet sur l'ampleur apparente des per- tes hivernales, il n'est pas exclu que des pertes se soient produites en cours de saison, principalement dans les pro- cédés à doses N élevées.

Bibliographie

CHAMBRENOIT C., LAURENT F., MACHET J. M., SCHEURER O., 2002. Fertilisation de la pomme de terre. Guide pratique ITCF, Agro- Transfert. F-80200 Estrées-Mons, 128.

REUST W., 1995. Fumure azotée et qualité de trois nouvelles variétés de pommes de terre cultivées dans deux sites de Suisse romande.

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RYSER J.-P., WALTHER U.. FLISCI-I R., 2001. Don- nées de base pouf - la fumure des grandes cul- tures et des herbages. Rei,ue suisse Agi-ic. 33 (3), 80 p.

SATTELMACHER B., 1999. Düngung zu Kartoffeln.

In: Handbuch des Ptlanzenbaues «Knollen und Wurzelfrüchte, Kdrner- und Futterlegu- minosen». Ulmer Verlag. 152-164.

WALTHER U., 1999. Valorisation de l'azote des engrais de ferme par les pommes de terre.

Journée d'information en a~zriculture de la RAC (non publié, résumé disponible â la RAC).

WALTHER U., 2001. Stick-stoffeftizienz von Stall- mist in langj~ihrigen Versuchen. FAL-Tagung

«Neue Erkenntnisse zu N-Flüssen im Acker- bau», ZL11'icll-Reckenholz, 6. April 2001.

Farm manure has been compared to mineral fertilization alone on two potato cultivars, Matilda and Désirée. The test was carried out on a shallow, rather loamy medium soil of our experimental farm in La Frétaz, Bullet (VD) and lasted from 1996 to 2001. The main treatments were combined with 4 levels of N fertilizer. The potato followed a period of 3 years of sawn meadow in the crop rotation. The aim of the trial was to eva- luate the efficiency of farm manure and to measure the evolution of the soil mineral nitrogen level. Manure applications of about 33 t/ha nearly covered the P, K and Mg crop requirements. Fertilisation with manure resulted into a 10% yield increase when combined with low or zero N application to Matilda cultivar. Higher rates of N fertili- zer, up to 120 kg/ha, increased the tuber yields by about 25%, but decreased the starch content. Manure application had a positive effect on the starch content, that was more visible on Matilda than on Désirée cultivar, as well as on the percentage of marketable tubers. The soil mineral nitrogen content showed a similar behaviour during the years;

hgher contents were however measured at the beginning of the growing season in the manure treatments. A sharp decrease of the contents could be related to the intensive nutrient absorption period of June/July. After the September harvest, nitrogen was mineralised again in all the treatments. Due to the following bare soil, a part of the accumulated nitrogen was lost during the winter.

Key words: potato varieties, manure fertilisation, nitrogen, yield, starch, soil nitrogen.

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