Cultures

Digestats de méthanisation

Bien les épandre pour bien les valoriser

Publié le 27/06/2017

La méthanisation produit des digestats qui constituent autant de matières fertilisantes stabilisées et inodorantes propices à une bonne valorisation dans les sols cultivés. Comment optimiser les effets fertilisants de ces digestats, réduire l’impact environnemental des épandages ? Autant de questions qui ont été abordées lors du dernier forum transfrontalier organisé par l’Institut transfrontalier d’application et de développement agronomique (Itada).

L’efficience de la fertilisation azotée est, en moyenne, inférieure à 50 %. Et l’excédent d’azote apporté aux cultures est estimé à environ 80 kg/ha/an. C’est par ces deux constats percutants que le docteur Markus Mokry, du Landwirtschafliches Technologiezentrum Augustenberg (LTZ), a débuté son intervention sur la valorisation agronomique des digestats et l’optimisation de leurs effets fertilisants en grandes cultures, et notamment en maïs. La valeur moyenne des digestats en phase liquide laisse apparaître une offre en éléments nutritifs solubles de 5,1 kg N/m3, dont 60 à 70 % sous forme NH4 + et de 1,6 kg P2O5/m3, dont 60 à 70 % de phosphates solubles. De quoi laisser présumer d’une bonne efficacité sur le rendement. Sauf que les pertes en azote peuvent être très élevées lors de l’application. Et que la disponibilité en phosphore n’est pas toujours optimale, notamment lors du stade juvénile du maïs. D’où l’intérêt de tester des systèmes de fertilisation alternatifs, afin d’améliorer l’efficience de ces apports. Markus Mokry a donc fait état d’essais ayant comparé des apports avec pendillards suivis d’une incorporation dans les 4 heures avec du digestat liquide et du lisier de porcin, les deux ayant été épandus à la surface entière. Ou encore d’un essai comparant l’effet d’un apport de digestat liquide sur la surface entière par pendillards avec incorporation dans les 4 heures, à un apport de digestat liquide avec injection sous forme d’un dépôt localisé en ligne appliqué à 20 cm entre les rangs de semis, à raison d’un rang sur deux, soit tous les 50 cm. L’utilisation d’un stabilisateur d’ammonium (ou inhibiteur de nitrification), étant susceptible d’augmenter l’efficacité des apports, cette hypothèse a été testée grâce à une modalité lisier + inhibiteur de nitrification. Des économies de fertilisants minéraux en perspective Pour une application en surface, aucune différence notable n’a été mise en évidence entre le lisier et le digestat liquide. L’utilisation d’un stabilisateur d’ammonium n’a pas eu d’effet significatif et l’efficience azotée plafonne à 50 % pour toutes les modalités. Par contre, l’apport de digestat liquide avec injection sous forme d’un dépôt localisé avec un stabilisateur semble procurer à la plante davantage d’éléments car le rendement est amélioré et l’efficience azotée passe à 60-70 %. L'injection sous forme d’un dépôt localisé apparaît donc clairement plus favorable à la valorisation de l’azote. Pour ce qui est du phosphate, le dépôt localisé semble également avoir un effet positif. « L’immobilisation du phosphate serait moins élevée et l’offre en phosphate soluble resterait donc plus élevée jusqu’à la récolte », avance Markus Mokry. En conclusion, l’effet fertilisant en azote et en phosphore de digestats liquides est comparable à celui du lisier de porc. Dans tous les essais, les rendements en plante entière de maïs ont été identiques ou légèrement supérieurs pour le dépôt localisé avec apports réduits en azote et en phosphore à une application en pleine surface avec des apports plus élevés. L’efficience en azote, mais aussi en phosphore a été significativement plus élevée avec un dépôt localisé qu’avec un épandage en pleine surface. Une économie en fertilisants minéraux est donc possible. Pour cela, il s’agit de calculer le besoin en fertilisant en fonction du lieu. Et d’effectuer les applications à la bonne date. « Une fertilisation en dépôt localisé est aujourd’hui considérée écologiquement plus performante et économiquement équivalente à une application en surface », affirme Markus Mokry. Méthanisation, matière organique et fertilité des sols Que sait-on de la matière organique contenue dans les digestats et de leur comportement dans le sol ? C’est à cette question que Kurt Möller, du Landwirtschafliches Technologiezentrum Augustenberg (LTZ), a apporté quelques éléments de réponse. Durant le processus de méthanisation, la matière organique contenue dans le substrat se dégrade, avec la minéralisation de nombreux éléments nutritifs, notamment azote et phosphore. Le taux de dégradation de la matière organique serait de 30 à 90 % en fonction des substrats, et la part dégradée ne serait donc plus disponible pour le maintien à long terme de la fertilité du sol. La fermentation anaérobie pourrait donc avoir, à long terme, un impact négatif sur la fertilité du sol. En effet, rappelons que la matière organique du sol joue un rôle important dans le renouvellement et le maintien de l’humus du sol, sa structure, la stabilité des agrégats, la stimulation de l’activité microbienne… Pour vérifier cette hypothèse, Kurt Möller a détaillé comment la matière organique évolue au cours du processus de méthanisation. La comparaison de la composition de lisier de porc, fermenté ou non, révèle qu’il n’y a pas de dégradation de la lignine pendant le processus. Les bactéries en jeu existaient avant le bois et ne disposent donc pas du matériel génétique nécessaire à la dégradation de la lignine, explique Kurt Möller. À l’inverse, 40 % de la cellulose est dégradée. Ce qui reste est la part enrobée de lignine, donc protégée de l’action des bactéries. L’hémicellulose, les acides gras volatils sont presque totalement dégradés. Les protéines sont en partie dégradées et transformées de protéines végétales à protéines animales. 10 à 12 % du carbone disponible pour former de l’humus La comparaison entre du lisier épandu après une incubation seule ou après méthanisation et production de biogaz et incubation montre que la proportion de carbone restant pour entretenir la fertilité du sol est à peu près la même, de l’ordre de 60 %. Une autre étude, réalisée au Danemark, visait à comparer le devenir du carbone contenu dans de la biomasse après passage dans le tube digestif des ruminants, puis dans un fermenteur puis après épandage, au devenir du carbone contenu dans de la biomasse après fermentation dans un digesteur et épandage. Dans les deux cas, 10 à 12 % du carbone de départ restent disponibles pour former de l’humus. « Des résultats qui démontrent que, tant qu’on ne brûle pas la biomasse, la performance de production humique reste à peu près la même », résume Kurt Möller. Reste que Kurt Müller a mis en évidence que la valeur humifiante des digestats ne suffit pas à compenser la consommation d’humus par le maïs ensilage. « Le bilan humique doit donc être préservé par la rotation, en conclut-il. Car cela ne peut pas se faire qu’avec la fertilisation organique, qu’elle soit fermentée ou pas, parce que du fait de la teneur élevée en phosphore des digestats et des plafonds à respecter, il ne serait possible de couvrir que 20 % des besoins en azote. » Des effets sur la fertilité biologique et physique Au-delà des effets sur la fertilité chimique des sols, les digestats ont des effets sur leurs propriétés biologiques. « De nombreuses études montrent que leur application induit une augmentation de l’activité microbienne et des vers de terre », rapporte Kurt Müller. Toutefois, l’augmentation de l’activité biologique du sol suite à l’apport de digestat serait plus faible que suite à l’application de substrats non fermentés. Et cela serait plus vrai sous jachère que sous culture. D’autres études montrent que l’apport de digestat augmente la fertilité du sol par une diminution de la masse spécifique de sédimentation, une augmentation de la capacité de rétention en eau et de la stabilité des agrégats. Enfin, les digestats ne s’avèrent pas acidifiants en tant que tels, ils auraient même plutôt un effet tampon dans le sol, avance Kurt Müller. En conclusion, il apparaît que la fermentation de produits organiques augmente la dégradation du carbone sous forme facilement dégradable du substrat, donc un enrichissement relatif en matière organique stable. La valorisation intermédiaire de la biomasse comme fourrage, ou son utilisation pour la fermentation anaérobie, n’a que peu d’effet sur la teneur en humus du sol donc. En outre, il y a peu de différences entre des digestats de différentes origines quant à leurs effets sur la teneur en humus du sol. Les digestats améliorent les propriétés biologiques, physiques et chimiques d’un site. Toutefois, la fermentation des effluents d’élevage réduirait la transformation de substances dans le sol immédiatement après l’apport de digestats, d’où une possible diminution des effets positifs de court terme sur la structure du sol. Quoi qu’il en soit, les effets des changements de systèmes de culture apparaissent beaucoup plus significatifs que les effets des apports de digestats.

Semis sur couverture végétale (SCV)

Des couverts à contenir

Publié le 21/06/2017

La Chambre d’agriculture d’Alsace a proposé, les 7 et 15 mars derniers, une formation « semis sur couverture végétale » destinée en priorité aux agriculteurs situés en zone hamster. Les intervenants ont présenté les intérêts et les points de vigilance à observer avec ce mode de culture.

L’objectif de base de cette formation était de comprendre le fonctionnement du système de SCV et d’en appréhender les impacts techniques et économiques. Mais, face à un public d’agriculteurs ayant pour la plupart déjà effectué des essais de SCV plus ou moins concluants dans leurs systèmes, les deux intervenants ont pu entrer dans le vif du sujet, à savoir les modes de gestion des systèmes de culture en SCV. Car si, sur le papier leurs atouts agronomiques, économiques et environnementaux sont indéniables, en pratique, il n’est pas rare d’essuyer des revers. Des désherbages compliqués Jérôme Labreuche, ingénieur au service Agronomie, économie et environnement à Arvalis-Institut du végétal y est spécialisé en travail du sol et en intercultures. Il a présenté les résultats obtenus par l’institut technique dans le cadre de ses expérimentations. L’une d’elle vise notamment à tester la conduite d’un couvert permanent de luzerne dans une rotation colza, blé d’hiver, orge d’hiver, maïs. Pour l’instant, c’est surtout l’effet du couvert sur la fertilisation azotée qui a été travaillé. « Si le couvert est bien développé, il peut entraîner une augmentation du rendement en blé de 5 à 10 % », indique Jérôme Labreuche. La maîtrise du développement du couvert afin qu’il ne pénalise pas la culture constitue un facteur de réussite crucial de la technique, mais ce n’est pas le seul : « Le fait de mélanger plusieurs espèces limite les possibilités de désherbage si l’on veut à la fois conserver la culture et le couvert vivants. » C’est d’ailleurs en partie pour cette raison que le SCV ne se développe pour l’instant que dans des systèmes où on n’utilise pas ou peu d’herbicides. Le challenge des prochaines années va donc être de déterminer dans quelle mesure un couvert pourrait aider à maîtriser les adventices en utilisant moins d’herbicide, et sans pénaliser la culture. C'est ce qu'il explique dans cette vidéo : D’abord bien implanter le couvert En attendant, Jérôme Labreuche a présenté les premiers enseignements tirés de la conduite d’un couvert de légumineuse sur blé. Première étape : il faut démarrer avec un couvert propre. « Attention donc aux légumineuses pérennes lentes à s’installer, comme le trèfle blanc, car elles laissent un terrain de jeu favorable aux adventices. » Pour laisser aux légumineuses le temps de s’installer sans trop être envahies par les adventices, il peut s’avérer intéresser de les implanter dans un couvert, par exemple dans la culture précédente, avec une culture fourragère annuelle, ou en interculture avec une espèce associée rapide à s’installer et facile à détruire, typiquement un mélange avoine et trèfle blanc, l’avoine étant par la suite éliminée avec un anti-graminées. Une autre solution consiste à installer le couvert permanent sous colza d’hiver. Il s’agit alors de semer la légumineuse assez tôt et en même temps que le colza, la première se développant modérément dans le second, jusqu’à ce qu’il soit récolté. À partir de ce moment-là, le couvert peut se développer jusqu’au semis du suivant. Jérôme Labreuche a également évoqué la possibilité d’installer un couvert permanent sous maïs fourrage, à la bineuse, au stade 3-4 feuilles du maïs pour une légumineuse et au stade 6-8 feuilles pour un ray-grass. Ce qui peut venir télescoper des opérations de désherbage. Cette technique présente l’avantage de combiner un binage et le semis du couvert. Mais comme le binage se fait généralement sur sol ressuyé alors que la levée du couvert requiert de l’humidité, il est difficile de réaliser les deux opérations en conditions optimales. Puis le réguler Il s’agit ensuite de réussir à implanter une culture compétitive, soit qui pousse mieux et plus vite que le couvert. Ce que Jérôme Labreuche conseille d’obtenir avec un semis précoce d’une variété précoce et à un écartement réduit. Le choix de la variété est important également. Elle doit être vigoureuse, avec un bon pouvoir couvrant, et peu sensible à la verse. La culture doit être bien implantée, car le couvert devient souvent très compétitif d’une culture claire. Et la fertilisation doit être adaptée (précoce, localisée, et pas excessive au risque de perdre le couvert). Troisième préalable indispensable à la réussite d’un SCV, le couvert ne doit pas exploiter les mêmes ressources que la culture. Mais, quelle que soit l’espèce choisie, elle entrera inévitablement en compétition avec la culture. Il s’agit donc de faire le choix du moindre mal. Et, si possible, de séparer culture et couvert dans l’espace, ou encore de réguler le couvert aux périodes de compétition potentielle avec des herbicides, ce qui suppose de bien connaître la dynamique de croissance du couvert. Pour illustrer ces propos, Jérôme Labreuche a projeté des photos d’un essai croisant différents types de couvert et différentes stratégies de désherbage. Dans certaines modalités, le désherbage s’avère nécessaire pour réguler le couvert. Car lorsque le trèfle blanc ou le lotier commence à dépasser le blé, la récolte devient compromise. Mais, outre les herbicides, Jérôme Labreuche a également évoqué une autre technique de régulation des couverts : la fertilisation azotée. En effet, celle-ci favorise la céréale par rapport à la légumineuse. « C’est une technique qui fonctionne avec de l’anticipation, et qui est moins chère et plus vertueuse en matière d’IFT qu’un traitement chimique. » Puis, il a présenté les résultats d’un screening d’herbicides blé sur couverts issus de sept essais. Il faut en retenir que les différentes légumineuses testées présentent des comportements très différents vis-à-vis des herbicides, et qu’un désherbage constitue donc toujours une prise de risque. Aussi, la régulation mécanique des couverts va-t-elle être travaillée dans les prochains essais. Et le tenir sous contrôle Jérôme Labreuche a également présenté les conséquences de la présence d’un couvert permanent dans du maïs, avec l’exemple d’un maïs d’orge de printemps, semé le 23 avril 2013 dans un couvert de trèfle qui avait été semé le 23 août 2012 et freiné au glyphosate lors du semis du maïs. Malgré un trèfle resté petit, « l’expérience ne s’est pas avérée concluante », indique Jérôme Labreuche. Le rendement du maïs avec couvert de trèfle blanc vivant plafonne à 56,5 q/ha, contre 92,7 q/ha sur sol nu. C’est surtout le nombre de grains par plante qui explique cette contre-performance : il est de 270 grains par plante sous couvert de trèfle blanc vivant, contre 445 grains par plante sur sol nu. « Il y a probablement eu une consommation d’azote par le jeune trèfle en développement. Il aurait peut-être fallu le détruire, avec un passage de strip-tiller, ou d’herbicide localisé. » Jérôme Labreuche a également commenté des résultats d’essais de désherbage, dont le principal enseignement est l’importance de réaliser un rattrapage de post-levée, sous peine de voir le couvert repartir de plus belle et entrer tardivement en compétition avec la culture. Aussi conclut-il : « Il ne faut jamais laisser de répit au trèfle, toujours le tenir sous contrôle. » Parmi les spécialités chimiques testées, la vigueur du trèfle a été la plus efficacement contenue avec l’Adengo à 2 l/ha : « Cette modalité a permis à la fois de lever la concurrence du trèfle sur le maïs, tout en conservant des bourgeons qui pourront repartir des stolons pour faire de nouvelles feuilles. » En 2016, Arvalis-Institut du végétal a testé différentes modalités d’implantation d’un maïs dans des couverts permanents de sainfoin, trèfle blanc ou trèfle violet. La conduite de l’interculture avait été effectuée soit avec un déchaumage au Rubin la veille du semis du maïs (28 avril) soit avec du Glyphosate et du 2,4D le 18 mars, suivi ou non de deux passages de stip-till le 24 mars puis le 27 avril. Différents programmes herbicides ont également été comparés. « Les meilleurs résultats ont été obtenus avec le trèfle violet, qui a pu être maîtrisé correctement avec le glyphosate et le 2,4 D. Les résultats sont moins bons avec le déchaumage car le passage de l’engin a créé des mottes qui ont pénalisé la levée du maïs et le rendement en a pâti. À l’inverse, le couvert de sainfoin a été bien régulé par le déchaumage, sans créer de mottes, alors que la régulation chimique n’a pas été suffisante. » Globalement, les rendements sont inférieurs avec le couvert de trèfle blanc. Et les programmes herbicides intégrant une régulation précoce du couvert (Adengo en plein ou en localisé) donnent les meilleurs résultats. Enfin, Adengo donne toujours de meilleurs résultats que Dual. Mieux vaut un couvert mort qu’un mauvais couvert ! Les itinéraires techniques de conduite d’un maïs dans un couvert permanent se précisent donc. Jérôme Labreuche a listé les points qui lui semblent importants à retenir : « Il faut maintenir le couvert sous pression. » Il préconise donc une application de glyphosate 2-3 semaines avant le semis. Puis, il s’agit de favoriser la culture, avec une fertilisation localisée. Et de ne pas relâcher la pression sur le couvert, avec des désherbages de pré et de post-levée suffisamment efficaces. Le trèfle blanc apparaît assez concurrentiel, donc peu adapté à cette pratique. « Il existe d’autres variétés de trèfle, peu commercialisées en France, mais qu’il serait intéressant de tester car elles pourraient permettre de se passer au moins en partie de glyphosate », précise Jérôme Labreuche. Il avertit : « Les pertes de rendement sont potentiellement importantes. Maïsadour rapporte une perte de rendement moyenne de 10 % sur leurs essais avec du trèfle blanc en sable humifère, et malgré des itinéraires optimisés. » Les pertes peuvent donc être encore plus lourdes, en cas de stress hydrique en particulier. Enfin, la pérennité du trèfle blanc, qui est lui aussi concurrencé par le maïs, n’est pas assurée. Au fil des essais il apparaît qu’il est difficile de le garder plus de deux ans sans sursemis. Pour conclure, Jérôme Labreuche, estime que semer un maïs sur un couvert gardé vivant est une pratique « risquée ». Par contre, le maïs a une très bonne capacité à récupérer l’azote relargué par un couvert détruit en sortie d’hiver : « Détruire le couvert peut donc être une solution, son azote sera valorisé. »

Comptoir agricole

Une délégation de la coopérative Acolyance en visite

Publié le 17/06/2017

Un petit groupe de jeunes adhérents de la coopérative Acolyance est venu découvrir l’agriculture alsacienne, guidé par le Comptoir agricole, qui leur a fait découvrir les filières houblon, maïs semences, vigne et chou à choucroute.

Le siège de la coopérative Acolyance se situe à Reims, en Champagne. Ses principaux secteurs d’activité sont les grandes cultures (pommes de terre, betterave, blé, colza, orge), auxquelles s’ajoute une filière viticole mais seulement pour l’approvisionnement. Chaque année, la coopérative collecte quelque 1,5 million de tonnes (Mt) de denrées agricoles, produites par 3 500 associés coopérateurs, générant 500 millions d’euros (M€) de chiffre d’affaires, grâce au travail de 400 salariés. Au sein d’Acolyance, une commission, le groupe Cap’ac, vise à fédérer les jeunes adhérents, à les « faire sortir de leurs fermes et à recruter de nouvelles têtes pensantes en proposant des formations, des visites, des voyages. La commission travaille par exemple à l’évolution du contrat Cap Jeune, qui propose différents avantages aux jeunes adhérents », indique Adam Romain, président du groupe Cap’ac. Ce groupe, qui existe depuis 10 ans, rassemble 120 à 130 jeunes, dont un noyau dur d’une trentaine. « La limite d’âge est de 40 ans car les installations sont de plus en plus tardives. Il n’est d’ailleurs pas obligatoire d’être installé pour y adhérer », précise Adam Romain. Les membres du bureau de cette commission sont invités à siéger au conseil d’administration de la coopérative, où ils ont droit d’écoute et de parole mais pas de vote. Et, tous les ans, ils organisent un petit et un grand voyage. L’année dernière, ils avaient été en Camargue et à Stockholm. Auparavant, ils ont déjà sillonné Chicago, l’Ukraïne, la Roumanie… Une manière de « cultiver notre ouverture d’esprit, de revenir avec des idées neuves pour renouveler notre système d’agriculture céréalière », indique Adam Romain. Et puis, à l’occasion de ces voyages, il se crée du lien, des échanges entre les membres du groupe. Le rayon d’action de la coopérative couvre les départements de la Marne, Seine-et-Marne, Aisne, Oise, Aube, Ardennes. Ces voyages sont donc aussi l’occasion de provoquer des rencontres entre des agriculteurs aux profils très différents. Cette année, pour leur petit voyage, les jeunes d’Acolyance ont choisi l’Alsace. Une manière de découvrir le côté Est de la nouvelle région. Et de mieux appréhender la nouvelle politique agricole régionale. Ils sont restés trois jours en Alsace, le temps de visiter Strasbourg, de découvrir les filières houblon, maïs semences, viticole et chou à choucroute. 150 start-up dans les AgTech en France Au cours de ce séjour, Matthieu Luthier de Saint Martin, responsable développement et communication au groupe Comptoir agricole, leur a présenté une analyse prospective sur la révolution numérique appliquée à l’économie, avec de « nouveaux businness models ». Puis il a présenté comment cette révolution allait s’appliquer en agriculture et comment le Comptoir agricole prépare les transformations au regard des bouleversements à venir via son projet « Comptoir Smart Farming ». Ainsi la notion de propriété pourrait s’effacer devant celle de droit d’usage. « Les modes de consommation se superposent et s’imbriquent, révolutionnant notre manière de consommer, de travailler, de nous déplacer avec, par exemple des voitures en copropriété (Nissan), mi-roulantes mi-volantes (Pop Up d’Airbus). » La promesse du numérique, « rendre possible ce qui ne l’était pas », est en tout cas en passe d’être tenue en agriculture. Déjà en 2013, 46 % des agriculteurs français étaient équipés d’un système de guidage. Les premiers tracteurs autonomes ne sont déjà plus de la science-fiction avec le lancement en octobre 2016 du Case Autonomous Tractor. Et, demain, la multiplication des données les rendra encore plus intelligents, de manière à répondre automatiquement aux conditions météorologiques. Cela va s’accompagner d’une révolution du conseil, de la distribution… Au niveau mondial, les AgTech (regroupant les start-up spécialisées dans les nouvelles technologies liées aux activités agricoles) ont reçu pour 400 M€ d’investissement en 2010 contre 4,6 Md$ en 2016. « Les fonds d’investissement ont compris les enjeux du développement des nouvelles technologies agricoles », constate Matthieu Luthier de Saint Martin. En France, on dénombre quelque 150 start-up qui œuvrent dans l’innovation numérique en agriculture, dont certaines se sont regroupées au sein de la communauté La ferme digitale. Enfin, Matthieu Luthier a terminé son inventaire prospectif en évoquant le projet Mars de Fendt, reposant sur un essaim de petits robots, capables d’effectuer les travaux agricoles en synergie grâce au géoréférencement de chaque semence. Du défi du développement des NT en Alsace « Nous sommes en veille, nous testons de nouvelles solutions, mais nous ne passons en phase de production et de vente que si elles s’avèrent opérationnelles, efficaces et matures », poursuit Denis Fend, directeur du Comptoir agricole, qui replace les nouvelles technologies dans le contexte agricole local : « En Alsace, nous avons des atouts, comme le Rhin, des industriels locaux, et le maïs, dont les rendements ont considérablement progressé en quelques décennies. Mais nous avons aussi des contraintes comme une taille d’exploitation modeste, à 40 ha en moyenne, un parcellaire très morcelé avec 100 000 parcelles pour 5 000 paysans et une forte proportion de doubles actifs. » Autant d’éléments qui compliquent le déploiement de technologies pour l’instant surtout conçues pour du grand parcellaire et des agriculteurs à temps plein.