Effet du fumier sur l’érosion et le ruissellement

//  24 janvier 2018  //  Dossiers, Production durable et environnement  //  Commentaires fermés

Rick Koelsch – Professeur de génie des systèmes biologiques
Le 12 octobre 2017

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L’impact du fumier sur la formation d’agrégats de sol plus gros et plus stables a fait l’objet d’un article d’octobre 2017. Cet article passe en revue la valeur qui résulte de changements dans les caractéristiques physiques du sol. Charles Wortmann et Dan Walters, faculté de l’Université du Nebraska-Lincoln, ont fourni des renseignements importants sur l’érosion du sol, le ruissellement et la perte de phosphore (P) de parcelles, informations recueillies sur trois saisons de culture immédiatement après l’application du fumier et quatre années subséquentes où aucun fumier n’a été appliqué. Ce blog passe en revue les résultats publiés dans un article du Journal of Environmental Quality, Ruissellement du phosphore pendant quatre ans après des applications de fumier composté, et des informations connexes.

(Traduction libre de Mylène Noël)

Message à retenir: Cette recherche démontre que le fumier a une valeur importante pour réduire le ruissellement et l’érosion. Seul, il ne résout pas les problèmes illustrés sur la photo. En combinaison avec d’autres pratiques de gestion des sols, le fumier peut protéger nos sols et limiter les coûts environnementaux de l’agriculture. Cependant, le fumier peut être nocif pour l’environnement si le phosphore s’accumule dans les sols. Pour obtenir les avantages environnementaux du fumier et minimiser les risques, les taux d’application du fumier et la fréquence de réapplication dans le même champ doivent maintenir les niveaux de P dans le sol près des niveaux agronomiques requis par les cultures sélectionnées.

L’objectif principal de Wortmann et Walters était de comprendre les pertes de P dues à l’application de fumier. Cependant, plusieurs résultats importants sur les caractéristiques physiques et chimiques du sol ont été observés. Un fumier de bœuf composté à teneur faible et élevée en P a été appliqué sur des parcelles de ruissellement reproduites (mesurant 12 x 36 pieds) avec une pente médiane de 5,5 % et une série de sols de loam limoneux de Pohocco. Du fumier a été appliqué pour répondre aux besoins en azote des cultures pendant trois années consécutives. Les parcelles de ruissellement ont été évaluées pour ces trois saisons culturales immédiatement après l’épandage du fumier, ainsi que trois saisons de culture supplémentaires sans épandage de fumier. Toutes les pertes d’érosion, de ruissellement et de phosphore résultant des précipitations naturelles et de l’irrigation par pivot ont été quantifiées pour la période de mars à août de chacune des six saisons culturales.

Manure & Erosion - graphic 2aFigure 2: Application des avantages du ruissellement et de l’érosion du fumier de bœuf pendant les saisons de culture immédiatement après l’épandage de fumier (barres vertes) et pendant trois autres campagnes (barres bleues) après la dernière application de fumier. Référence: publication Heartland RP187, Gestion du phosphore agricole et qualité de l’eau dans le Midwest. La figure illustre une réduction significative de l’érosion et du ruissellement pendant la saison de culture immédiatement après l’application du compost. Au cours des trois récoltes suivantes pendant lesquelles aucun fumier n’a été appliqué, une réduction résiduelle de l’érosion et du ruissellement a continué à être observée.

Leçon 1: L‘application de compost a réduit l’érosion et le ruissellement d’environ 2/3 au cours des trois saisons culturales suivant l’application du fumier (barres vertes dans la figure 2).

Les améliorations de la capacité de rétention d’eau du sol et des taux d’infiltration du sol (voir le blog MaSH de juillet 2017) ont été responsables de la baisse des niveaux d’écoulement et d’érosion. On s’attendrait à ce que les niveaux totaux de sédiments, d’azote et de pesticides atteignent moins les eaux de surface avoisinantes en fonction de ces résultats. Cependant, l’augmentation des niveaux de phosphore dans les eaux de surface voisines est un impact négatif attendu sur l’environnement (plus de détails dans la leçon 4 ci-dessous).

Leçon 2: L’épandage de fumier présente un avantage résiduel pour le ruissellement et l’érosion qui a persisté pendant au moins les trois saisons de culture suivantes (barres bleues dans la figure 2).

Cette recherche a observé une réduction approximative du ruissellement de 40 % et une érosion de 55 %. La réduction du ruissellement suggère également un stockage supplémentaire de l’humidité du sol et une plus grande résilience des cultures aux périodes sèches.

Leçon 3: Des avantages supplémentaires en matière de qualité du sol ont été observés pour la densité apparente du sol, la matière organique du sol et le pH (tableau 1).

Bien que les traces visibles de compost aient disparu en un an, la teneur en matière organique du sol et les avantages du fumier en termes de pH ont été observés quatre ans après la dernière application de fumier.

Leçon 4: Trois années d’application du fumier composté ont augmenté significativement les niveaux de P dans le sol et le mouvement du P dans le ruissellement et l’érosion.

L’application pour répondre aux besoins en azote de la culture applique plus de P que nécessaire pour la production de cultures. La répétition de cette pratique trois années de suite ainsi que l’application d’un compost à forte teneur en phosphore (fumier de bovins nourris avec des drêches de distillerie) aggravent encore cet impact négatif sur l’environnement. Si le fumier doit être épandu à un taux d’azote, il est souhaitable, tant sur le plan économique qu’écologique, de ne pas réappliquer le fumier au même champ jusqu’à ce que les niveaux de phosphore reviennent à un niveau nécessitant une supplémentation en phosphore. Pour certains fumiers avec un faible taux de N à P, il peut être souhaitable d’épandre du fumier à un taux égal au P éliminé au cours des trois à cinq prochaines campagnes, puis de le compléter avec de l’engrais azoté commercial pour répondre aux besoins en azote des cultures. Cette stratégie produira une valeur économique et environnementale tout en minimisant l’impact du phosphore sur les eaux de surface locales.

Tableau 1. Quatre ans après (mars 2004), l’application finale de compost (printemps 2000) a permis d’observer la densité apparente du sol, la matière organique et les avantages du pH.
Manure & Erosion - tableau

Les avantages économiques et d’amélioration des sols du fumier devraient être reconnus et intégrés dans des systèmes de culture efficaces. Grâce au travail de Wortmann et Walters, nous avons une meilleure idée de la façon dont le fumier peut améliorer les caractéristiques physiques des sols, réduisant ainsi le ruissellement et l’érosion.

Cet article a été révisé par Charles Shapiro, Université de Nebraska-Lincoln; Gary Lesoing, Université du Nebraska-Lincoln; John Gilley, Service de recherche agricole de l’USDA

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