Guide agro-environnemental de fertilisation (fin)

Suivis du phosphore requis dans un plan agro-environnemental de fertilisation

La présente section décrit trois éléments devant apparaître dans le plan agro-environnemental de fertilisation (PAEF) spécifié au Règlement sur la réduction de la pollution d’origine agricole (RRPOA), à savoir : le calcul de l’évolution prévisible de la teneur et du pourcentage de saturation du sol en phosphore, le suivi régulier de cette teneur et de ce pourcentage ainsi que la détermination de la capacité de réception ou du surplus de phosphore d’une exploitation agricole.

1.1 Évolution de la teneur du sol en phosphore

Il est connu qu’un apport de phosphore supérieur aux prélèvements de la partie récoltée d’une culture provoque un enrichissement de la teneur du sol en cet élément. Comme le contenu en azote et en phosphore des déjections animales ne correspond généralement pas aux quantités d’azote et de phosphore prélevées par les différentes cultures, et comme la quantité de phosphore nécessaire pour satisfaire le besoin des cultures est généralement inférieure à la quantité d’azote nécessaire, les doses d’épandage fixées pour combler la totalité ou une forte proportion du besoin en azote des cultures ont pour effet de produire une augmentation plus ou moins importante de la teneur en phosphore du sol. Il peut en être de même dans le cas où des engrais minéraux phosphatés sont utilisés en plus des apports par les déjections animales ou au-delà du besoin des cultures. Cette situation sera d’autant amplifiée qu’elle se répétera fréquemment.

Dans le cas des parcelles dont le sol est classifié « pauvre » ou « moyen » en phosphore, un enrichissement contrôlé est souhaitable pour obtenir des rendements de qualité. Cependant, dans le cas des parcelles dont le sol est classifié « bon », « riche » ou « excessivement riche », un enrichissement excessif nuit au maintien de la qualité des eaux de surface, notamment lorsque le niveau de saturation dépasse 10 p. cent (Giroux et Tran, 1996).

Bien que, d’une part, les exigences réglementaires concernant les quantités de phosphore pouvant être épandues sur un sol et une culture donnés se resserrent dans le temps et que, d’autre part, il ne soit pas toujours aisé de procéder rapidement aux ajustements nécessaires pour certaines exploitations agricoles, il est prévisible que pendant une certaine période (à court et moyen terme) des exploitations doivent fertiliser au-delà des quantités souhaitables. Dans pareilles situations, il est toutefois nécessaire d’évaluer la vitesse d’enrichissement du sol et les conséquences de réduire plus ou moins rapidement les quantités de phosphore épandues sur ses parcelles. Ces données permettent de retenir la méthode de fertilisation la mieux adaptée à la situation de l’exploitation agricole en cause.

En consultant plusieurs travaux de recherche réalisés au Québec, Giroux et al. (1996) ont constaté qu’il faut ajouter de deux à cinq kg P/ha aux prélèvements des récoltes pour augmenter la teneur en phosphore Mehlich III d’un sol de 1 kg P/ha. Pour sa part, Beaudet (1996) a estimé la progression à long terme de la teneur du sol en phosphore d’une culture de maïs à ensilage à la suite d’une fertilisation avec du lisier de porc. Aussi, il a établi qu’il fallait pratiquer une fertilisation dépassant le prélèvement de la culture de 3,5 kg P/ha pour accroître la teneur en phosphore du sol de 1 kg P/ha. Dans un autre cas, Tran et al. (1996) montrent que chaque 3,6 kg P/ha apporté en excédent des prélèvements d’une culture de maïs à ensilage sous forme de lisier de porc sur un loam limoneux Neubois engendre une augmentation de la teneur du sol de 1 kg P/ha. De même, ils ont enregistré une augmentation de 1 kg P/ha sur un loam limoneux Le Bras pour chaque 3,8 kg P/ha épandu sous forme de fumier de bovin en excédent des prélèvements d’une culture de maïs à ensilage. Enfin, Gangbazo et al. (1998) ont obtenu sur un loam limoneux Coaticook une augmentation de 1 kg P/ha pour chaque 2,8 kg P/ha apporté en excédent des prélèvements en phosphore d’une culture de maïs à ensilage ainsi qu’une augmentation de 1 kg P/ha pour chaque 10 kg P/ha en excédent des prélèvements pour une prairie. Ces auteurs ont également observé qu’un apport de 2,8 kg P/ha et de 1,4 kg P/ha inférieur aux prélèvements en phosphore, respectivement pour une culture de maïs à ensilage et de prairie, entraînait une réduction de 1 kg P/ha de sol.

Lorsque de telles fertilisations sont prévues, le niveau de fertilité peut s’évaluer en ajoutant à la teneur initiale du sol (selon l’analyse de sol) en phosphore la valeur de l’enrichissement obtenu à la suite d’un excédent de fertilisation par rapport au prélèvement de la récolte, pour chacune des saisons en cause. Cet excédent s’établit en évaluant les apports de phosphore par les matières fertilisantes utilisées, auxquels il faut soustraire le prélèvement de la récolte et appliquer le facteur de conversion retenu dans les travaux cités précédemment ou obtenu à la ferme. Le prélèvement de la récolte est calculé en multipliant le rendement de cette culture, obtenu par l’exploitation en cause selon les données de la Régie des assurances agricoles du Québec, par le prélèvement d’une tonne de la culture récoltée (kg P/tonne récoltée selon les valeurs mentionnées à la section Évaluation du prélèvement en phosphore de la partie récoltée des cultures du présent guide).

La teneur finale du sol en phosphore s’établit à partir des données suivantes :

teneur initiale du sol + [ (apports - prélèvement) ÷ facteur de conversion ] = teneur finale.

Voici un exemple :

Supposons une parcelle cultivée en maïs à grains dont le sol est argileux et le rendement en grains évalué selon la Régie des assurances agricoles du Québec est de 6 800 kg/ha à un taux d’humidité de 15 p. cent. L’analyse du sol de cette parcelle effectuée avec l’extractif Mehlich III montre des teneurs de 132 kg P/ha, 156 kg K/ha et 1128 mg Al/kg.

Les besoins de la culture selon les Grilles de référence en fertilisation du Conseil des productions végétales du Québec inc. (AGDEX 540, 2^e édition, 1996) sont de : 150 kg N/ha, 40 kg P₂O₅/ha, 75 kg K₂O/ha.

La parcelle est fertilisée au semis avec des engrais minéraux à raison de 30 kg N/ha, sous forme de NH₄NO_3, et en post-levée avec du lisier d’une maternité de porcs contenant 3,0 kg N/m³, 2,8 kg P₂O₅/m³ et 1,5 kg K₂O/m³, épandu par aéro-aspersion et incorporé en moins d’une semaine.

À la suite d’une fertilisation de 30 kg N/ha sous forme de NH₄NO₃, les besoins de la culture sont donc de : 120 kg N/ha, 40 kg P₂O₅/ha et 75 kg K₂O/ha.

Compte tenu des modalités de fertilisation retenues (type de déjection, moment d’épandage, etc.), du coefficient d’efficacité et des facteurs de perte qui s’appliquent à cette situation, le contenu en azote disponible du lisier utilisé est obtenu comme suit :

3,0 kg N/ha x 0,6 ÷ 1,4 ÷ 1,0 = 1,3 kg N _disponible/m³.

Dans le cas où la fertilisation est effectuée selon le besoin en azote de la culture, cela représente une dose de :

120 kg N/ha ÷ 1,3 kg N _disponible/m³ = 92 m³/ha.

Cette dose correspond à un apport en phosphore de :

92 m³/ha x 2,8 kg P₂O₅/m³ = 258 kg P₂O₅.

Un tel type de fertilisation fournit un excédent en phosphore qui s’évalue de la façon suivante :

Apport - Prélèvement = Excédent.

Sachant que 2,29 kg P₂O₅ correspond à 1 kg P, cet excédent correspond à :

258 kg P₂O₅/ha - (6,8 t/ha x 3 kg P/t x 2,29) = 211 kg P₂O₅/ha.

Pour les fins du présent exercice, il a été retenu qu’une culture de maïs fertilisée au-delà des prélèvements à raison de 3,5 kg P/ha enrichit le sol de 1 kg P/ha. Cette fertilisation contribue à l’enrichissement du sol en phosphore de la façon suivante :

[ 211 ÷ (2,29 x 3,5) ] kg P/ha = 26 kg P/ha.

En conséquence, elle aura pour effet d’élever la fertilité du sol au niveau suivant :

Niveau initial + Excédent = Niveau atteint

132 kg P/ha + 26 kg P/ha = 158 kg P/ha.

Pour prévoir à long terme la teneur du sol en phosphore de cette parcelle, toute évaluation devra tenir compte de la fertilisation pratiquée à chacune des saisons précédant la date d’échantillonnage. Ainsi, la pratique de fertilisation précédente répétée pendant cinq ans conduira à un niveau de phosphore de 262 kg P/ha, qui accroît le risque environnemental.

1.2 Évolution du pourcentage de saturation du sol en phosphore

Le pourcentage de saturation du sol en phosphore nous informe sur le niveau de la disponibilité du phosphore mais également sur le niveau de risque environnemental que représente cet élément pour la qualité de l’eau. En plus d’engendrer une augmentation de la teneur du sol en phosphore, la surfertilisation a donc également pour effet d’élever le pourcentage de saturation du sol en phosphore. Ainsi, lorsqu’un sol contient 1128 mg Al/kg sol et 132 kg P/ha extraits avec la solution Mehlich IIII et qu’il est fertilisé de telle façon que sa teneur atteigne 262 kg P/ha, le pourcentage de saturation du sol qu’il présente augmente de 5,3 p. cent à 10,6 p. cent. Une parcelle peut donc passer d’une situation agronomique intéressante à une situation environnementale présentant un risque sans nécessairement garantir de meilleures performances agronomiques.

Le calcul de l’évolution du pourcentage de saturation d’un sol en phosphore s’effectue selon l’équation qui suit :

[ teneur en phosphore M-3¹ (kg P/ha)/teneur en aluminium M-3 (mg Al/kg sol) x 2,2² ] x 100

Voici un exemple :

Supposons la même parcelle que dans l’exemple précédent dont la teneur initiale du sol en phosphore serait de 132 kg P/ha et la teneur en aluminium de 1128 mg Al/kg sol extraits avec une solution Mehlich III et présentant une teneur en phosphore de 165 kg P/ha après fertilisation avec du lisier de porcs de maternité.

Initialement, le pourcentage de saturation est de :

[ 132 kg P/ha ¸ (1128 mg Al/kg sol x 2,2) ] x 100 = 5,3 %.

Après une année de fertilisation, le pourcentage de saturation sera de :

[ 158 kg P/ha ¸ (1128 mg Al/kg sol x 2,2) ] x 100 = 6,4 %.

Après cinq années de fertilisation, le pourcentage de saturation sera de:

[ 262 kg P/ha ¸ (1128 Al/kg sol x 2,2) ] x 100 = 10,6 %.

1.3 Périodes et modalités

Le PAEF doit fournir les deux évaluations précédentes pour une période s’étendant de la première campagne de culture couverte par le PAEF jusqu’à la date de mise en vigueur de la deuxième phase de la norme sur le phosphore. Toutefois, cette période ne peut être inférieure à cinq ans. Plus précisément, il faut produire des valeurs pour la première campagne de culture où la norme de la première phase et de la deuxième phase entrent en vigueur. Une fois ces dates atteintes, les évaluations devront être produites pour une date clôturant une période minimale de cinq ans.

Les évaluations doivent être produites pour chaque parcelle d’une exploitation agricole.

La production des évaluations doit tenir compte de la fertilisation prévue et de la rotation des cultures. Le facteur de conversion des quantités de phosphore apportées en excès des prélèvements à employer pour effectuer les évaluations est de 3,5 kg P/ha, pour augmenter la teneur en phosphore du sol de 1 kg P/ha, ou toute valeur justifiée avec des données par le rédacteur du PAEF (travaux de recherche effectués au Québec ou données provenant de l’exploitation agricole en cause).

Références

Gangbazo, G., A.R. Pesant et G.M. Barnett, 1998. Effets de l’épandage des engrais minéraux et de grandes quantités de lisier de porc sur l’eau, le sol et les cultures. Ministère de l’Environnement et de la Faune du Québec. Direction des écosystèmes aquatiques. 46 pages.

Giroux, M., D. Carrier et P. Beaudet, 1996. Problématique et méthode de gestion des charges de phosphore appliquées aux sols agricoles en provenance des engrais de ferme. Agrosol 9 (1) : 36-45.

Giroux, M. et T.S. Tran, 1996. Critères agronomiques et environnementaux liés à la disponibilité, la solubilité et la saturation en phosphore des sols agricoles du Québec. Agrosol 9 (2) : 51-57.

Tran, T.S., D. Côté et A. N’Dayegamiye, 1996. Effets des apports prolongés de fumier et de lisier sur l’évolution des teneurs du sol en éléments nutritifs majeurs et mineurs. Agrosol 9 (1) : 21-30.

2. Suivi régulier de la teneur du pourcentage de saturation du sol en phosphore

La seule façon connue d’effectuer un suivi de l’évolution de la teneur et du pourcentage de saturation du sol en phosphore consiste à en mesurer les contenus en phosphore et en aluminium extraits avec la solution Mehlich III.

Le suivi régulier prévu au RRPOA a pour objectif de mesurer l’évolution réelle de la teneur et du pourcentage de saturation en phosphore du sol. À partir de ces données, il sera plus facile de planifier un usage optimal des matières fertilisantes de l’exploitation agricole en cause ou encore des déjections animales et du compost de ferme à exporter ou à importer.

Ainsi, dans le cas où une parcelle reçoit uniquement des engrais minéraux, le suivi consiste à prélever un échantillon de sol et à mesurer sa teneur en phosphore au minimum une fois aux trois ans. Dans les autres cas, il doit s’effectuer au minimum une fois par deux ans.

3. Détermination de la capacité de réception ou du surplus de phosphore d'une exploitation agricole

Toute exploitation agricole fertilisant selon un PAEF et recevant des déjections animales ou du compost de ferme d’une ou plusieurs autres exploitations doit déterminer sa capacité de réception du phosphore selon la norme de fertilisation en vigueur. De même, toute exploitation fertilisant selon un PAEF et ne pouvant pas utiliser la totalité de ses déjections ou de son compost de ferme de façon à respecter les quantités d’azote et de phosphore prévues à la norme de fertilisation en vigueur doit déterminer le surplus de phosphore dont elle devra disposer d’une autre façon. La présente fiche vise à préciser la démarche encadrant la réalisation de ces deux évaluations ainsi que la période et les modalités pour les réaliser.

3.1 Capacité de réception du phosphore d’une exploitation agricole

La première étape de cette exigence consiste à établir, à partir des renseignements apparaissant au PAEF, les quantités de phosphore pouvant être épandues sur chacune des parcelles de l’exploitation agricole en fonction de leur teneur et de leur pourcentage de saturation en cet élément, de leur superficie, de la culture pratiquée ainsi que de la fertilisation prévue et spécifiée au PAEF, celle-ci ne devant pas excéder la norme de fertilisation en vigueur. Par la suite, il s’agit de totaliser ces quantités pour l’ensemble des parcelles de l’exploitation. L’étape suivante consiste à établir les quantités de phosphore provenant des déjections animales ou du compost de ferme de l’exploitation.

En dernier lieu, il s’agit de déterminer la capacité de réception du phosphore de cette exploitation en soustrayant les quantités pouvant être épandues de ses déjections animales et de son compost de ferme, telles qu’évaluées précédemment.

3.2 Surplus de phosphore d’une exploitation agricole

La présente évaluation est basée sur les mêmes paramètres que l’évaluation de la capacité de réception du phosphore d’une exploitation agricole. Toutefois, la dernière étape de cette évaluation consiste plutôt à déterminer le surplus de phosphore d’une exploitation en soustrayant les apports provenant de ses déjections animales et de son compost de ferme des quantités pouvant être épandues, telles qu’elles ont été évaluées précédemment.

3.3 Période et modalités

La présente exigence est de produire des évaluations à différents moments. Ainsi, dans tous les cas, il faut effectuer une évaluation pour la première campagne de culture couverte par le PAEF. L’évaluation doit aussi porter sur chacune des années où la première et la deuxième phase de la norme de fertilisation entre en vigueur. En tout temps, l’évaluation devra couvrir une période minimale de cinq campagnes annuelles de culture.

Ces évaluations pourront être produites en tenant compte de la fertilisation et de la rotation prévues au PAEF, en considérant les valeurs obtenues du calcul de l’évolution prévisible de la teneur et du pourcentage de saturation du sol en phosphore, qui sont elles-mêmes fonction des fertilisations prévues et des rotations des cultures.