Effet de doses croissantes d’azote sur le rendement de l’oignon et la dynamique des nitrates dans le sol.

Par : Karima Bouhafa¹, Chaimae Nessah^1,2, El Maâti El Faleh² et Abdellah El Hmaidi².

1 : INRA CRRA Meknès – 2 : UMI FS Meknès

Au Maroc, en raison des avantages fiscaux accordés (exonération fiscale), depuis 1985, à l’agriculture qui cherche à nourrir la population marocaine croissante, l’intensification s’est fortement accentuée et particulièrement dans les grands périmètres irrigués. Les agriculteurs ont eu le défi de maximiser la productivité et la rentabilité de leurs exploitations. L’utilisation des fertilisants inorganiques est l’un des moyens adoptés pour atteindre cet objectif. Il en a résulté le problème de la pollution nitrique des nappes suite à l’utilisation abusive des engrais azotés. Plusieurs chercheurs (Elmidaoui et al., 2001 ; Laftouhi et al., 2003 ; Tagma et al., 2009 ; Lgourna et al., 2014 ; Mountassir et al., 2021) ont rapporté que l’application excessive d’engrais azotés peut augmenter considérablement le risque de contamination des eaux souterraines et des masses d’eau de surface par les nitrates. Ces problèmes bien que n’étant pas encore cruciaux, peuvent cependant limiter à terme significativement la durabilité de la production et des ressources en eau et en sol, et avoir des conséquences directes sur la santé humaine et celle des écosystèmes aquatiques.

Les engrais azotés fournissent un substrat substantiel pour l’accumulation des nitrates dans le sol (Han et al., 2010 ; Jiang et al., 2013 ; Bai et al., 2021). Cette accumulation est influencée par plusieurs facteurs, notamment les doses d’engrais azotés, les doses d’eau d’irrigation et les propriétés du sol (Chen et al., 2016). De nombreuses études ont mis en évidence des relations significativement linéaires ou exponentielles entre les apports d’azote et l’accumulation des nitrates (Zhou et al., 2016 ; Gao et al., 2019 ; Lu et al., 2019). Hebbar et al. (2004), Fan et al. (2014) et Liu et al. (2019) ont mis en évidence des effets significatifs des doses d’irrigation sur le processus de transport du soluté et, par conséquent, sur l’accumulation des nitrates dans les profils du sol. Selon Xuechao et al. (2013) et Smith et K.A. (2017), les conditions d’aération du sol dépendent de la teneur en eau du sol, affectant ainsi les voies de nitrification et de dénitrification. De plus, la teneur en carbone organique du sol (Trinsourot et al., 2000), son pH (Boer & Kowalchuk, 2001 ; Li et al., 2018) et sa teneur en argile (Zhu et al., 2013) sont les principaux facteurs influençant la nitrification et l’accumulation des nitrates.

Le bassin de Saiss est confronté à un problème d’accumulation et de lessivage des nitrates dans le sol (Sadkaoui et al., 2013 ; Lahjouj et al., 2021), suite à l’activité économique importante. Cependant, peu d’études ont évalué les effets de la fertilisation azotée sur la dynamique des nitrates dans le bassin de Saiss.

L’objectif de la présente étude est de déterminer l’effet à court terme de l’apport d’engrais azotés sur la dynamique des nitrates dans le sol et sur le rendement de la culture d’oignon sur deux années consécutives (2021 et 2022).

Matériels et méthodes

Un essai a été mené, durant les deux années 2021 et 2022, à la station expérimentale de Douyet, selon un dispositif en blocs aléatoires complets avec trois répétitions. Six doses d’azote (0, 90, 135, 180, 225 et 270 Kg N/ha) ont été testées sur la culture d’oignon conduite sous irrigation goutte à goutte. Des échantillons de sol ont été collectés sur cinq couches de sol (0-20, 20-40, 40-60, 60-80 et 80-100 cm) au niveau des parcelles d’essais avant l’installation de la culture. Ces échantillons ont servi à la caractérisation physico-chimique du sol (Tableau 1). Un suivi périodique  des teneurs du sol en nitrates et en eau  sur les cinq couches de sol étudiées, a été réalisé tout au long du cycle de développement de la culture. Le rendement de la culture a été mesuré à la récolte.

Résultats et discussions

Rendement

Les résultats de l’étude ont montré un effet significatif de l’azote sur le rendement de la culture d’oignon au cours des deux années d’essais (Figure 1). En effet, le rendement en oignon s’est amélioré avec l’augmentation de la dose d’azote apportée. Par ailleurs, le témoin (N0) a enregistré le rendement le plus faible alors que la dose maximale d’azote (N5) a engendré le rendement le plus élevé. Le rendement a augmenté de 78.3 % et de 56.3 % en passant de N0 à N5, respectivement pour les deux années d’étude 2021 et 2022. Des résultats similaires ont également été rapportés par Díaz-Pérez et al. (2003) et Nasreen et al. (2007). La légère fluctuation des rendements correspondant aux traitements N3 et N4, respectivement en 2021 et 2022, pourrait être due à de faibles niveaux de teneur du sol en eau.

Dynamique des nitrates du sol La teneur en nitrates du sol a diminué de manière significative au cours du cycle de développement de la culture pendant les deux années d’étude (Tableau 2). Cette diminution pourrait être due à son absorption continue par la plante le long de sa croissance. En effet, Halvorson et al. (2002) ont rapporté que l’absorption d’azote par la culture d’oignon a augmenté avec l’avancement de la saison de croissance de la culture dans un sol argilo-limoneux. En plus, les niveaux des nitrates du sol ont été inférieurs dans les couches du sol les plus profondes. Ceci pourrait être expliqué par un drainage plus lent dû à la texture fine du sol. Mais également par une utilisation préférentielle de l’azote dans les premières couches du sol (0-20 cm et 20-40 cm), due à l’enracinement superficiel de l’oignon, en plus d’une immobilisation de cet élément par des micro-organismes (Bai et al., 2021 ; Marie-Claude, 1992). Statistiquement, l’apport d’azote n’a pas montré d’effet significatif sur la teneur du sol en nitrates (p>0,05) durant les deux années d’essais. Ce résultat peut être expliqué par la prédominance du processus de dénitrification qui est la principale voie de perte d’azote des engrais azotés à Douyet (Lahjouj et al. 2023), pouvant être due aux teneurs initiales élevées en nitrates du sol (précédent cultural jachère) et à sa texture fine (Tableau 1) qui réduit la percolation de l’eau.

Conclusion

Les résultats de cette étude ont montré l’impact important de l’azote sur le rendement de la culture d’oignon qui s’est manifesté par une augmentation significative et continue du rendement de la culture avec l’augmentation de la dose d’engrais azoté apporté. Le rendement a augmenté de 78.3 % et de 56.3 % en passant du témoin (N0) à la dose maximale d’azote (N5), respectivement pour les deux années d’étude 2021 et 2022.     

Pour la dynamique des nitrates au niveau du sol, il est difficile de quantifier et de comprendre leur comportement dans le sol en raison de la variabilité des facteurs explicatifs qui influencent le cycle d’azote du système sol-plante. De ce fait,  il serait difficile de prédire et de contrôler le cheminement de l’azote dans le sol puisque la fertilisation azotée n’est pas la seule source des nitrates  trouvés dans le profil du sol. Comme solution, il est suggéré d’utiliser des engrais marqués à l’azote dans les études futures.   Une application tardive et conservatrice d’azote, intégrée à un programme d’irrigation raisonnable, peut être suggérée comme solution efficace et nécessaire pour atténuer le lessivage des nitrates. Aussi, davantage de travaux de recherche sont recommandés pour l’étude de la combinaison azote-eau dans l’objectif d’optimiser aussi bien la fertilisation azotée que l’apport d’eau d’irrigation pour atteindre le meilleur rendement tout en minimisant les risques de pollution par les nitrates.

Références bibliographiques

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