# Vers un raisonnement innovant de la fertilisation phosphatée

Pascal Denoroy

<figure><img src="image_1.png" /></figure>

## To cite this version:

Pascal Denoroy. Vers un raisonnement innovant de la fertilisation phosphatée. Sur les traces de Jean-Claude FARDEAU, Apr 2015, Paris, France. 27 p. hal-02797019

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# VERS UN RAISONNEMENT INNOVANT DE LA FERTILISATION PHOSPHATÉE

PASCAL DENOROY (INRA, UMR ISPA, BORDEAUX)
<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Photo 3 (left) and Photo 4 (right)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Iopia. Photos by Wassile Haile.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Effect of potassium on wheat. Experiment at farmers' fields. IPI project in Bhondsi, Haryana, India. Source: IPI Coordination India. 2001.</figcaption></figure>
interpréter un symptôme visuel ...

<figure><img src="image_6.png" /></figure>

S / colza

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

Mg / céréale

<figure><img src="image_8.png" /></figure>

P / pomme de terre

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

B / betterave

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

K / maïs

http://www.kali-gmbh.com/frfr/fertiliser/advisory_service/deficiency_symptoms
P en France : une
situation hétérogène
qui justifie l'étude et
l'analyse

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

Follain et al, 2009

Figure I : Cartes de fréquence des situations observées au niveau cantonal. FC1 : teneur du sol inférieure au seuil "cultures non exigeantes", FC3 : teneur supérieure au seuil "cultures exigeantes", FC2 : intermédiaire
Modélisation de la dynamique du P dans le système sol-plante grâce aux variables mécanistes

Modélisation intégrée du transfert sol-plante

<figure><img src="image_12.png" /></figure>

(Mollier *et al.*, 2008; Faget, 2006; Maire, 2005)
Les questions autour d'un référentiel d'interprétation

<figure><img src="image_13.png" /></figure>
Les questions autour d'un référentiel d'interprétation

Perte de rendement
: quelle dose
apporter pour
"corriger" ?

Assez &
pas trop

"Seuil d'impasse"
Détermination robuste ?

<figure><img src="image_14.png" /></figure>

Durée d'impasse possible ?
Pas de contrainte P ... combien de temps ?

Cas local "idéal" :
1 site, 1 culture,
nombreuses années
## Caractériser l'offre du sol en P

### Multiples méthodes de caractérisation du phosphore biodisponible

<figure><img src="image_15.png" /></figure>

#### Evaluer le P utile à la végétation

#### Méthodes de caractérisation par extractions sequentielles (Chang & Jackson ; Hedley,...)

Ex : $P_{\text{total}}$ = 2000 kg/ha

$P_{\text{solution}}$ : 0.1 kg/ha
## Les extractions chimiques :

l'avantage de la normalisation analytique, mais une interprétation problématique surtout par difficulté à transposer les références entre sites

*Les extractants réagissent de façon variable avec la terre*

<table><caption>Tableau 3 : Variation de la médiane des rapports J/O (a) et D/O (b) avec le pH<sub>eau</sub> et la CEC (en haut à gauche de chaque cellule est noté le nombre de résultats correspondant)</caption><thead><tr><th colspan="2">a : J/O</th><th>pH</th><th colspan="2">7,5</th><th colspan="2">8,0</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">CEC</td><td>9,0</td><td>3588<br>1,89</td><td>908<br>2,28</td><td colspan="2"></td><td>1135<br>3,03</td></tr><tr><td>13,0</td><td>4093<br>1,67</td><td>1,78</td><td>1261<br>2,15</td><td>2,21</td><td>1716<br>2,69</td></tr><tr><td></td><td>3990</td><td>1,24</td><td>6059</td><td>1,77</td><td>5671<br>2,18</td></tr></tbody></table><table><thead><tr><th colspan="2">b : D/O</th><th>pH</th><th colspan="2">5,9</th><th colspan="2">6,5</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">CEC</td><td>9,0</td><td>3606<br>2,74</td><td>6700<br>2,84</td><td>3,39<br>3,719</td><td>3,54</td><td>3608<br>3,65</td></tr><tr><td>12,0</td><td>4429<br>2,93</td><td></td><td>3,66</td><td></td><td>4131<br>3,94</td></tr><tr><td></td><td>4005</td><td>3,23</td><td>7054</td><td>4,02</td><td>2351<br>4,30</td></tr></tbody></table>

Schvartz & Julien, 2009 (Comifer)
P₂O₅

Dyer

J-H

Olsen

K₂O ech

<table><thead><tr><th rowspan="3">Type de sol</th><th colspan="4">EXIGENCE des CULTURES</th></tr><tr><th>FAIBLE</th><th colspan="2">MOYENNE</th><th>FORTE</th></tr><tr><th>seuil imp.</th><th>s. renf.</th><th>s. imp.</th><th>s.renf.</th></tr></thead><tbody><tr><td>Limons (argile &lt; 20 %)</td><td>210</td><td>140</td><td>220</td><td>160</td></tr><tr><td>Limons argileux</td><td>210</td><td>140</td><td>220</td><td>160</td></tr><tr><td>Sables</td><td>200</td><td>100</td><td>280</td><td>100</td></tr></tbody></table>

<table><tr><td>Argilo calcaire profond</td><td>120</td><td>80</td><td>120</td><td>120</td></tr><tr><td>Argilo calcaire sup</td><td>150</td><td>80</td><td>180</td><td>140</td></tr><tr><td>Argilo cal. Très sup et caillx</td><td>160</td><td>90</td><td>190</td><td>150</td></tr><tr><td>Craies (Champagne)</td><td>260</td><td>250</td><td>300</td><td>280</td></tr><tr><td>Limons (argile &lt; 20 %)</td><td>150</td><td>100</td><td>160</td><td>100</td></tr><tr><td>Limons argileux</td><td>150</td><td>100</td><td>160</td><td>100</td></tr><tr><td>Sables</td><td>130</td><td>60</td><td>170</td><td>60</td></tr></table>

<table><tr><td>Limons (argile &lt; 20 %)</td><td>70</td><td>50</td><td>80</td><td>50</td></tr><tr><td>Limons argileux</td><td>70</td><td>50</td><td>80</td><td>50</td></tr><tr><td>Sables</td><td>70</td><td>50</td><td>80</td><td>50</td></tr></table>

<table><tr><td>Argilo calcaire profond</td><td>180</td><td>200</td><td>300</td><td>250</td></tr><tr><td>Argilo calcaire sup</td><td>300</td><td>300</td><td>400</td><td>300</td></tr><tr><td>Argilo cal. très sup et caillx</td><td>450</td><td>400</td><td>600</td><td>450</td></tr><tr><td>Craies (champagne)</td><td>100</td><td>80</td><td>250</td><td>200</td></tr><tr><td>Limons (argile &lt; 20 %)</td><td>150</td><td>120</td><td>180</td><td>170</td></tr><tr><td>Limons argileux</td><td>150</td><td>150</td><td>220</td><td>200</td></tr><tr><td>Sables</td><td>100</td><td>70</td><td>120</td><td>150</td></tr></table>

(ITCF 1995)

... SUR LES TRACES DE JEAN-CLAUDE FARDEAU ; PARIS 13 AVRIL 2015

Proposition de valeur "nationales" par défaut, régionalisée ensuite

Evaluation des seuils de référence : COMIFER-ITCF
L'intérêt d'un approche plus mécaniste de la dynamique du phosphate
dans le sol

<figure><img src="image_16.png" /></figure>

$$E = Q_w + Pr$$
Une approche partagée

CASDAR « RIP » 2007-2011

ACTA
Le réseau des instituts
des filières animales et végétales

ARVALIS
Institut du végétal

a
AGRICULTURES
&TERRITOIRES
CHAMBRES D'AGRICULTURE

CETA de Romilly-sur-Seine

CETIOM
Centre Technique Interprofessionnel
des Oléagineux Métropolitains

UNiLet
Interprofession
des légumes
en conserve
& surgelés

Ctifl

<figure><img src="image_17.png" /></figure>

Schweizerische Eidgenossenschaft
Confédération suisse
Confederazione Svizzera
Confederaziun svizra

Département fédéral de l'économie DFE
Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW

<figure><img src="image_18.png" /></figure>

<figure><img src="image_19.png" /></figure>

Agriculture et
Agroalimentaire Canada

Agriculture and
Agri-Food Canada
## Essai-culture suivis

Panel initial

X

X

X

X

X

X

X

Chacune sur un seul site

<table><thead><tr><th>Cultures</th><th>Nombre d'essais</th><th>Essais avec réponse au phosphore</th></tr></thead><tbody><tr><td>Maïs</td><td>13 (2 fourrages)</td><td>12</td></tr><tr><td>Blé dur</td><td>12</td><td>8</td></tr><tr><td>Betterave sucrière</td><td>10</td><td>8</td></tr><tr><td>Colza</td><td>9</td><td>8</td></tr><tr><td>Orge</td><td>8 (4 printemps)</td><td>5 (3 printemps)</td></tr><tr><td>Haricot vert</td><td>5</td><td>5</td></tr><tr><td>Carotte</td><td>5</td><td>4</td></tr><tr><td>Blé tendre</td><td>2</td><td>2</td></tr><tr><td>Sorgho</td><td>1</td><td>1</td></tr><tr><td>Tournesol</td><td>3</td><td>2</td></tr><tr><td>Lin oléagineux</td><td>1</td><td>1</td></tr><tr><td><strong>TOTAL</strong></td><td><strong>69</strong></td><td><strong>56</strong></td></tr></tbody></table>

CasDAR RIP
<figure><img src="image_20.png" /></figure>

P Olsen

<figure><img src="image_21.png" /></figure>

E

Correction de E et P Olsen en fonction de la densité apparente de la terre en place et du % de refus (> 2 mm)
Couche de sol prise en compte : 0 - 10 cm : t = 800 (pour E)
(L.Champolivier ; CETIOM)
# Confirmation avec Cp de la notion «d'exigence» des cultures

Réponses à la
carence :
- des seuils peu
différents
- des intensités
différentes

<figure><img src="image_22.png" /></figure>
L'intérêt d'un approche plus mécaniste de la dynamique du phosphate
dans le sol

<figure><img src="image_23.png" /></figure>

$$E = Q_w + Pr$$
Pouvoir Fixateur / pouvoir Tampon

<figure><img src="image_24.png" /></figure>

16 years P balances
comparison (1995-2011)

Total P variation in soil equals
cumulated crop balance, excepted for
"P4"

Olsen_P variation = 34 % of
cumulated crop balance
Le bilan analytique
Olsen ne rend compte
que de 6 % de la
variation du bilan F-E

Cette relation est la
même en bilan >0 ou
<0 : reversibilité

<figure><img src="image_25.png" /></figure>
Pouvoir
tampon
PT = ∂Q / ∂I

<figure><img src="image_26.png" /></figure>
# POUVOIR TAMPON DU SOL ET NUTRITION/ MOBILITE DES IONS

## Solution à l'équilibre avec la phase solide du sol

<figure><img src="image_27.png" /></figure>

<figure><img src="image_28.png" /></figure>
## Évolution de la biodisponibilité du P du sol en fonction du bilan entrées/sorties parcellaire

Les indicateurs Cp & Pr rendent compte des variations de bilan, mieux que P_Olsen

<figure><img src="image_29.png" /></figure>

<figure><img src="image_30.png" /></figure>

(Stroia et al., 2007)
# L'indicateur "E" pour le calcul des doses de fertilisant

Sur durée $t_z$ (de date i à date j), après apport X

$$E_i(t_z) + X = E_j(t_z)$$

pour atteindre un objectif $Cp_z$

$$10 Cp_i + v Cp_i^w t_z^p + X = 10 Cp_j + v Cp_j^w t_z^p$$

Le modèle de biodisponibilité du P rend compte des évolutions de Cp constatées après fertilisation

Surtout pour des Cp < 0.5 mg P/L ordre de grandeur "normal"

<figure><img src="image_31.png" /></figure>
# Un schéma de raisonnement rénové

<figure><img src="image_32.png" /></figure>

... SUR LES TRACES DE JEAN-CLAUDE FARDEAU ; PARIS 13 AVRIL 2015
Perspectives

➤ Améliorer la détermination des paramètres (v,w,p):

étudier les relations entre ces
coefficients et les propriétés physico-
chimiques du sol qui déterminent les
réactions avec les ions P

<figure><img src="image_33.png" /></figure>
## Apports d'engrais de synthèse
(kg P/ha SAU/an)

<figure><img src="image_34.png" /></figure>

## Apports d'effluents d'élevage
(kg P/ha SAU/an)

<figure><img src="image_35.png" /></figure>

## Bilan de P
(kg P/ha surf totale/an)

<figure><img src="image_36.png" /></figure>

(Grizzetti. Commission Européenne, 2007)
Traitements : sol témoin; sol + produits testés; sol + formes chimiques connues

<figure><img src="image_37.png" /></figure>

Presentation COMIFER, 14 octobre 2014

17 17
Merci
de votre attention

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