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Comment gérer la fertilisation azotée des prairies multi-espèces ?

20 janvier 2022

A la faveur de leur adaptation au changement climatique et à la production de protéines, les prairies multi-espèces ont pris une grande importance ces dernières années. Pour autant, il manquait de références sur la conduite de ces mélanges complexes, en particulier sur la fertilisation azotée, afin de concilier production, équilibre graminées-légumineuses et qualité. Pour y pallier, ARVALIS a mené de 2017 à 2020 un essai à Jeu-Les-Bois (36), près de Châteauroux.

Visionnez le replay du webinaire du 30 novembre 2021 (45 mn)

Une prairie suivie pendant trois ans

Sur une parcelle au sol limono-argileux sableux à limono-sableux, une prairie multi-espèces destinée à la fauche a été implantée à l’été 2017. Elle est composée de dactyle (24 %), fétuque élevée (16 %), ray-grass anglais (16 %), luzerne (31 %) et trèfle violet (13 %).

Une coupe de nettoyage a eu lieu en novembre 2017 . Une fumure de fond a été réalisée, en cohérence avec les résultats d’une analyse de sol, pour s’affranchir de l’effet des éléments nutritifs autres que l’azote. Le suivi de l’essai à proprement parler s’est déroulé sur 3 années, de 2018 à 2020, à raison de 3 à 4 cycles de fauche par an.

Point important, les bonnes conditions d’installation de la prairie ont permis de disposer d’un couvert riche en légumineuses dès l’installation.

Le protocole mis en place Permet de comparer le rendement, la proportion de légumineuses et la teneur en matières azotées totales (MAT) selon différents régimes de fertilisation azotée sur l’ensemble des cycles d’exploitation de la prairie en 2018, 2019 et 2020* (tableau 1).

Différentes doses d’azote, dont un témoin non fertilisé, ont été appliquées sous forme d’ammonitrate soit dès la première année (sortie d’hiver 2018) soit seulement à partir de la deuxième année (2019). Ensuite, toutes les modalités ont reçu 60 kg N/ha à 200 degrés-jour (°j) chaque année suivant la première année de fertilisation (en 2019 et 2020 pour les modalités fertilisées dès la première année (N1), en 2020 pour les autres) .

Tableau 1 : Apports d’azote (en kg N/ha) aux différentes périodes selon les modalités testées
Apports d’azote (en kg N/ha) aux différentes périodes selon les modalités testées

Faut-il apporter de l’azote dès la première année d’exploitation d’une prairie multi-espèces ?

En première année d’exploitation, on n’observe pas d’effet notable de la fertilisation azotée sur le rendement : moins d’une tonne de matière sèche par hectare d’écart entre le témoin non fertilisé et la modalité ayant reçu 180 kg N/ha en deux apports (figure 1). Cette observation est à nuancer par la mauvaise valorisation des apports d’azote en 2018. Le coefficient apparent d’utilisation (CAU) de l’azote apporté, calculé sur les graminées pures cultivées sur le même essai, était faible (< 50 %).

Quant à l’équilibre graminées-légumineuses, il se dégrade lorsque les doses d’azote augmentent. Cette dégradation est significative dès l’apport de 90 kg N/ha en deux apports : la proportion de légumineuses passe de 61 % (pour une dose de 60 kg N/ha) ou 70 % (pour le témoin non fertilisé) à seulement 53 %. Dans le même temps, la teneur en MAT se dégrade en passant de 15 % à 13 %.

Figure 1 : Rendement cumulé, équilibre graminées-légumineuses et teneur en MAT (moyennes pondérées) en première année de récolte (2018) pour différentes doses d’azote appliquées sur une prairie multi-espèces
Rendement cumulé, équilibre graminées-légumineuses et teneur en MAT (moyennes pondérées) en première année de récolte (2018) pour différentes doses d’azote appliquées sur une prairie multi-espèces

Sur les trois années de récolte, les conclusions sont assez similaires. D’un point de vue quantitatif, le rendement cumulé sur trois ans est légèrement dégradé en l’absence de fertilisation azotée dès la première année (figure 2). En revanche, du point de vue qualitatif, des apports d’azote réalisés dès la première année (N1) occasionnent une diminution significative de la part de légumineuses, et donc de la MAT. Ces diminutions sont d’autant plus marquées que la dose d’azote apportée est élevée. Cependant, elles restent acceptables pour une dose totale inférieure à 90 kg N/ha. Sachant que le premier apport de 2018 a été assez mal valorisé, on peut supposer que des doses mêmes plus faibles peuvent impacter négativement la qualité du fourrage récolté lorsque les conditions de valorisation de l’azote sont plus favorables.

Figure 2 : Rendement cumulé, équilibre graminées-légumineuses et teneur en MAT (moyennes pondérées) sur les trois années de récolte d’une prairie multi-espèces, pour différentes doses d’azote, avec apport dès la première année (bâtons de gauche « N1 ») ou seulement à partir de la deuxième année (bâtons de droite « N2 »)
Rendement cumulé, équilibre graminées-légumineuses et teneur en MAT (moyennes pondérées) sur les trois années de récolte d’une prairie multi-espèces

En conclusion, des apports d’azote dès l’année d’implantation d’une prairie multi-espèces sont déconseillés dans des situations où les légumineuses peinent à s’implanter, au risque de les voir disparaître au profit des graminées. Lorsque les légumineuses sont bien établies, de tels apports restent possibles mais en limitant les quantités à deux fois 30 ou deux fois 45 kg N/ha sous peine de trop perturber l’équilibre entre les espèces. Ces recommandations sont évidemment à mettre en balance avec le bilan fourrager et la qualité d’implantation de la prairie.

Faut-il fertiliser après la première récolte ?

Le protocole a également permis de comparer le rendement, la proportion de légumineuses et la teneur en MAT de la deuxième coupe suite ou non à un apport à hauteur de 30 kg N/ha au début du deuxième cycle (tableau 1). La comparaison est effectuée pour les modalités recevant de l’azote dès la première année (N1) et pour celles n’en recevant qu’à partir de la deuxième année (N2).

Lors d’un apport au début de la deuxième coupe, la proportion de légumineuses diminue légèrement sur cette deuxième coupe (figure 3). Sur l’année complète, il n’y a pas de différence significative de l’équilibre graminées-légumineuses. L’apport d’azote permet une meilleure croissance des graminées sur la deuxième coupe tandis que la production des légumineuses est identique, ce qui augmente le rendement global de façon significative. L’apport de 30 kg N/ha au début du deuxième cycle n’impacte pas l’équilibre du mélange sur l’ensemble des trois années.

Figure 3 : Rendement, équilibre graminées-légumineuses et MAT de la deuxième coupe avec un seul apport de 30 kg N/ha à 200°j ou deux apports de 30 kg N/ha (à 200°j puis après la première coupe) - Comparaison effectuée pour les modalités fertilisées dès la première année (N1) et à partir de la deuxième année (N2)
Rendement, équilibre graminées-légumineuses et MAT de la deuxième coupe avec un seul apport de 30 kg N/ha à 200°j ou deux apports de 30 kg N/ha

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En conclusion, l’apport d’azote après la récolte du premier cycle permet d’augmenter le rendement sans pénaliser l’équilibre graminées-légumineuses à long terme.

*Lorsque la biomasse récoltée était faible (<0.5 t MS/ha), la proportion de légumineuse n’a pas été mesurée.

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