FR3069749A1 - Fertilisation azoto-phosphorique (np) et phospho-potassique (pk) pour cultures agronomiques en presence de residus de culture au sol (rcs) - Google Patents

Abstract

Méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques utilisant du phosphore microdosé appliqué directement aux résidus de culture au sol (RCS) et/ou au cultures intermédiaires pièges à nitrates (cipans) avant leurs enfouissements caractérisée en ce qu'elle est effectuée en combinaison avec des engrais NP starters (NPs) appliqués au semis de la culture suivante, ou PK complémentaires (PKc) appliquées en combinaison avec les engrais azotés apportés à une culture d'hiver semée post enfouissement des RCS.

Description

DESCRIPTION DE L’INVENTION

Titre

Fertilisation azoto-phosphorique (NP) et phospho-potassique (PK) pour cultures agronomiques en présence de résidus de culture au sol (RCS)

Domaine technique de l’invention

Agronomie et analyse de terres et de végétaux destinés au pilotage des apports d’engrais azotophosphoriques NP et phospho-potassiques PK aux grandes cultures agronomiques, notamment des engrais NP starter (NPs) et PK complémentaires (PKc). Il est aussi question de populations d'azotobactéries en proximité des résidus de culture (cellulosiques) au sol (RCS).

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

Les engrais phosphoriques proviennent de ressources minières non renouvelables. L'utilisation de cette ressource en agriculture cause aujourd'hui problème. La réduction des taux de mobilisation du P par les graines (Rose et al. 2013) est donc recherchée en agronomie. En effet, le P inorganique (Pi) mobilisé par la plante est en bonne partie transformé en dérivés d’acide phytique peu ou pas digestibles mais néanmoins impliqué dans la germination. Pourtant, à ce jour une bonne partie de la R&D en agronomie est dédiée l’augmentation du prélèvement en P par la culture, soit via des PGPR (angl. plant growth promoting rhizobacteria) capables de solubiliser l'apatite, soit via des mycorhizes capable d’augmenter la surface extractive (de P) des racines.

Les sols arables contiennent généralement suffisamment de Pi les cultures agronomiques sans limitations de rendements. En effet, les cultures agronomiques répondent généralement peu à l’apport d’engrais P appliqués directement au sol à titre de fumure de fond. Pire, la calibration de ces apports non localisés de fumures de fonds P est imprécises, ces fumures P ne devant qu’enrichir le sol en P, et donc qu’indirectement servir à l’alimentation de la culture, essentiellement sur la base du remplacement des exportations sommes toutes limitées par rapport aux réserves en P du sol. Le PUE d'engrais P, hors engrais starter, n’est que de l'ordre de 10 à 20% du fait d'un haut taux de fixation physico - chimique des ions phosphatés apportés directement au sol (FAO 2008, Sattari et al. 2012). En sols peu ou pas acides, ces ions réagissent avec le calcium et/ou le magnésium (rétrogradation apatitique) ; en sols acides et riches en oxy-hydroxydes de fer et d'aluminium ces ions phosphatés vont précipiter. D'une manière ou d'une autre, les sols enrichis en P rendront les apports subséquents d'engrais P, notamment les engrais NP starter, inefficaces.

-2La préconisation des doses d'engrais P (dP) s'appuie sur des courbes de réponses, dites mitscherlichiennes, des rendements (MITRDT) aux teneurs du sol en P (phyto)disponible renforcées de doses d'engrais P, à savoir (Ussiri et al. 1998, Morel et al. 1992) ;

RDT = A [1 - exp(-c (b P + dP))] (1) lorsque A, b et c sont des coefficients empiriques, RDT le rendement agronomique de la culture (t/ha, qx/ha ou encore g/m2), P la teneur en P échangeable du sol et dP la dose d'engrais P apportée, P et dP ayant comme de raison les même unités, généralement en mg-P/kg-sol ou kg-P / ha. Il est ainsi possible de rétro-calculerdP nécessaire pour un RDT égale à 100% du potentiel de rendement (cf. Ussiri et al. 1998; Morel et al. 19920. Or, l'établissement d'un indice de rendement implique la compilation de résultats de nombreux sites x années différents ; étant donné les différents potentiels de rendement en œuvre, les rendements observés doivent être normalisés, généralement par rapport à un rendement maximal de 100% (Morel et al. 1992). Cette normalisation sert donc à masquer la très grande variabilité interannuelle et inter - sites des réponses des rendements à P et dP.

Les engrais P peuvent être localisés ; on parle alors d’engrais NP starter (NPs ; Claude et Giroux 2006) ou d’engrais PK complémentaires (PKc ; CDA Dordogne 2012, 2013). Ces fertilisations NPs et PKc sont mentionnées dans FR1501588. Les NPs sont des engrais azoto-phosphoriques appliqués en proximité des semences de culture de printemps semées en rangs telles que le maïs. Les PKc sont eux des engrais phospho-potassiques, granulés, généralement appliqués à la volée en sortie d’hiver sur cultures céréalières à titre de complément de la fertilisation azotée. Or, les NPs et PKc sont eux aussi affecté par la saturation en P des sols. À faibles taux de saturation en P, l'efficacité des engrais NP starter (eNPs) augmente rapidement en réponse à des réductions des concentration du P du sol de l'ordre de quelques mg-P / kg-sol. Ce phénomène a été valorisé dans la cadre d'une précédente invention (FR1501836) impliquant la sur-immobilisation transitoire du P par des bactéries apportées directement aux RCS.

Le potentiel azotobactérien du sol (pAZB) est lui aussi limité par la disponibilité de Pi, et cela d’autant plus que l’azotobactérisation des RCS doit se développer comme pratique agronomique. Les azotobactéries étant très friandes de Pi précurseur d’ATP (nb. la réduction biologique de l’azote diatomique (nitrogenase) est très énergivore). En effet, FR1501588 démontre que la calibration des dP selon pAZB s'avérera tout aussi utile en agronomie que la construction fastidieuse des habituelles courbes MITRDT. Celles-ci peuvent maintenant être remplacées par des courbes de réponses dites MITAZB décrivant les augmentations du pAZB en réponse à des microdoses de P (uPi) bien moins importantes que les habituels dP sous forme de fumure de fonds. Le cas échéant, ces uPi appliquées directement aux RCS réduisent les susdits risques de fixations physico - chimiques des engrais P autrement apportés plus largement au sol.

-3 Notons aussi que l'efficience agronomique des dP (phosphorus use efficiency, PUE) apportés aux cultures n'est pas améliorée en présence de RCS ; du moins la base de connaissance publiée n'en fait pas mention. Malgré une contribution aux réserves de P du sol (Damon et al. 2014, Thibaud et al. 1988), ces RCS auraient surtout, semble-t-il, un effet dépressif sur PUE, vraisemblablement par entraînement suite à l'effet dépressif de ces RCS sur NUE (nitrogen use efficiency) en raison de l'immobilisation de l'azote minéral. De plus, la contribution de ces dP à l'activité des azotobactéries non symbiotiques du sol en proximité des RCS n'est pas documentée. Bien qu'étonnante, cette omission est attribuable que pAZB, y compris en proximité des RCS, a été jusqu'aujourd’hui sousestimé. Depuis remise en question (Gupta et al. 2006 ; Halsall et Gibson 1983), ce préjugé a néanmoins marqué les esprits, et l’homme du métier persiste et signe ; l'ARA in situ non symbiotique est supposément trop faible pour être intégrée aux méthodes de préconisations des doses d'engrais N, P et K pour grandes cultures.

Cela dit, cet apport de Pi directement aux RCS nuira à eNPs très sujette à rétroaction négative par le Pi, notamment si la teneur en Pi du sol est faible. Les sols les plus pauvres en Pi étant les plus favorables à eNPs, les susdites apports de Pi, même microdosés, sont a priori déconseillés. Ce microdosage du P (FR1501588) apporté aux RCS n'est pas tenu d'améliorer d'eNPs et donc de se substituer aux susdites (azoto)bactéries sur-immobilisatrices de P au sens de FR1501836. En effet, cette technologie permettant de surimmobiliser transitoirement le Pi tellurique (IMMP ; FR1501836) pourrait être applicable avec FR1501588 ; les uPi apportées aux RCS seraient ainsi transitoirement sur-immobilisées de manière à ce qu’elles n’affectent par eNPs ou ePKc, ces biomasses bactériennes étant par définition particulièrement phospho-immobilisatrices. Cela dit, à ce jour cette combinaison de FR1501836 et FR1501588 est problématique ; (i) FR1501836 ne prévoit pas nécessairement l’application d'azotobactéries aux RCS, et/ou (ii) l’obtention de telles azotobactéries P-immobilisatrices complique l’obtention de telles bactéries endogènes.

Définitions des sigles

FR1501587 (EP 3 120 679 A1) : méthode de fertilisation raisonne de l'N par rationnement de la dX dN tenant compte de la richesse relative en N des racines résiduelles

FR1501588 (EP 3 120 680 A1) : méthode de fertilisation raisonnée du P permettant le microdosage (uPi ; g/ha) des engrais phosphoriques tenant compte des %P des RCS

FR1501836 (EP 3 138 402 A1) : méthode de fertilisation raisonnée du P permettant d'améliorer l'efficacité des eNPs par sur - immobilisation microbienne de Pi iVAZ et d[iVAZ]c : différence entre les valeurs d'iVAZ et d'iVAZc (cf. FR1501587), iVAZc étant la valeur critique d’iVAZ en dessous de laquelle l'activité des azotobactéries limitera le potentiel de rendement (RDT) pAZB : potentiel azotobactérien du sol décrivant l’activité des azotobactéries, avec ou sans l'enfouissement des RCS, mais a priori sans azotobactérisation des RCS. pAZB est ici indiquée par iVAZ et d[iVAZ]c.

IMMP : sur-immobilisation transitoire du phosphore, inorganique essentiellement, du sol par la microflore, y compris azotobactérienne, le cas échéant du fait d'une forte demande en P de la diazotrophie énergivore en proximité des RCS enfouis (résidusphère)

RDT : rendement agronomique en quantité de grains récoltés par unité de surface de sol, généralement en tonnes ou kg / hectare ou m²

RDN : rendement protéique attribuable au RDT en quantité d'azote mobilisé ou de protéine contenu dans les grains, généralement par hectare ou m²

-4 RDP : idem à RDN, mais en termes de phosphore, voire éventuellement - par analogie avec les teneurs en protéine évoqués par RDN, d'acide phytique

RCS : résidus de culture au sol post récolte de la culture précédente et en pré semis de la culture suivante.

Cellulosiques, ces résidus sont avantageusement pailleux rCPgrn : ratio carbone / phosphore des grains de la culture récoltée rCPrcs : ratio carbone / phosphore des résidus de culture au sol (RCS)

NPs et eNPs : engrais azoto-phosphoriques dit « starter » (angl.) généralement appliqués en proximité des semences de culture de printemps semées en rangs ; eNPs est l’efficacité relative (par rapport à un témoin sans NPs) de cet engrais starter.

PKc et ePKc : engrais phospho-potassiques, granulés, généralement appliqués à la volée en sortie d’hiver sur cultures céréalières à titre de complément de la fertilisation azotée ; ePKc est l’efficacité relative (par rapport à un témoin sans PKc) de cet engrais complémentaire.

Pi : P inorganique, biodisponible, voire par définition « échangeable », du sol. Pour l’essentiel il s’agit d’ions phosphates pouvant passer en solution sous l’action du régime acido-basique des racines et de résidus de culture dicté par l’activité de leurs flores microbiennes. Pi ne représente qu’une fraction, souvent assez faible, de l’ensemble du P du sol, i.e. de l’ordre de quelques dizaines à quelques centaines de kg-P/ha.

uPi (microdoses de Pi) : dose de P fertilisant n'excédant pas quelques centaines, voir quelques kg par ha, et ici, apportées directement aux RCS

Divulgation de l’invention

Problème technique

L’apport d’engrais P, peu efficaces, mal calibrés et issus de ressources non renouvelables, affecte négativement eNPs et ePKc, et cela même microdosés au sens de FR1501588. Il est bien connu que l’apport de fumures de fond NP au sol ne favorise pas l'efficacité des engrais starter NP du fait de l'enrichissement, voire la saturation, du sol en P. De plus, le taux de fixation physico-chimique (calco-magnésique et/ou alumino-ferrique) des phosphates apportés par les fumures de fond est important, parfois de l'ordre de 80%. Étant donnée la richesse relative des sols arables en Europe, et la nature non renouvelable des engrais P, cette contre-performance agronomique des fumures de fond PK et engrais starter NP est très inopportune.

Or, à titre de solution technique, la sur-immobilisation bactérienne transitoire d’une partie de ce Pi excédentaire nécessite aujourd’hui l’obtention in vitro de de bactéries, voire d’azotobactéries, particulièrement phospho-immobilisatrices (IMMP) applicable directement aux RCS ; une technologie (FR0501836) existe en ce sens. Or, l’obtention de telles (azoto)bactéries est complexe et interfère l’obtention de bactéries endogènes destinées à être rapidement réintroduites dans leur sol d’origine. De plus, l’activité de telles azotobactéries dépend elle de la disponibilité de Pi. Il y a donc antinomie.

Le problème technique consiste à trouver comment alimenter en P les azotobactéries sans nuire à l'efficacité des engrais NPs et PKc, notamment sursois déjà riches en P. Du coup, les cultures sur de tels sols relativement saturés en P pourraient elles aussi bénéficier d'un effet starter. Il faut donc d'une part minimiser les apports d'engrais P tout en assurant une plus grande efficacité des engrais starter P. Concrètement en agronomie cela impliquera moins de fumure de fond, mais aussi du coup des engrais P starter plus performants assurant maintenant à eux seuls une bonne

-5 partie du remplacement du P exporté dans la récolte. Poser autrement, le problème technique suppose une réduction des teneurs en P des grains, sans pour autant nuire à l'efficacité de l'azotobactérisation des RCS et/ou des engrais P starter. En effet, d’une part l’efficacité d’une telle azotobactérisation profitera d’apports de P, et d’autre part eNPs elle en pâtira. Il faut donc réconcilier apport et absence de P lors d'une même opération, ou plus concrètement combiner les bienfaits de FR1501588 (EP3120680) et de FR1501836 (EP3138402) en une même opération.

Solution technique

Sans apporter d’(azoto)bactéries particulièrement P-immobilisatrices (IMMP) aux RCS, nous pouvons transitoirement réduire les teneurs en Pi du sol. Du coup, eNPs et PKc sont améliorées, mais cette fois-ci plus simplement via l’apport de simples microdoses de P (uPi) directement aux RCS au sens de FR1501588. Je propose donc d’opérer l’immobilisation et l’apport de Pi, deux gestes techniques pourtant contraires, via cette phosphorisation des RCS à l’automne en prévision d’apports d’engrais starter NP au printemps, ou encore engrais complémentaire PK en sortie d’hiver. In fini, il s’agit de combiner FR1501588 et FR1501836, deux inventions pourtant a priori antinomiques ; l'une doit augmenter par apports d’engrais P les teneurs en Pi du sol (FR1501588), l'autre (FR1501836) les réduire par sur-immobilisation transitoire (FR1501836). La solution technique comporte elle l'application de uPi directement aux RCS, préalablement ou conjointement inoculés avec des azotobactéries s’il faut. Ces uPi suffiront en soi à fertiliser en P cette flore azotobactérienne dont l'activité est limitée par la biodisponibilité du P.

L'invention permet d'apporter du P directement aux azotobactéries résidusphériques sans augmenter la teneur en Pi de la solution du sol, au contraire. C'est en amorçant pAZB que ces uPi (FR1501588) peuvent avantageusement se substituer à l’application de bactéries particulièrement IMMP (FR1501836), ce qui est plus simple et avantageux que FR1501836 seul. Concrètement, il s'agit donc d'une méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques utilisant du phosphore appliqué directement aux résidus de culture au sol (RCS) et/ou au cultures intermédiaires pièges à nitrates (cipans) avant leur enfouissement caractérisée en ce que ;

cette fertilisation est effectuée en combinaison avec des engrais NP starters (NPs) appliqués au semis de la culture suivante, ou PK complémentaires (PKc) appliquées en combinaison avec les engrais azotés apportés à une culture d’hiver semée post enfouissement des RCS, et en ce, il n'est plus nécessaire d'apporter au RCS des préparations bactériennes constituées de biomasses bactériennes particulièrement phospho-immobilisatrices et ne produisent pas nécessairement de phosphatases, de phytases, d'acides organiques et/ou toutes autres molécules capables de minéraliser, solubiliser et/ou rendre immédiatement plus biodisponible le P, organique ou inorganique, du sol et/ou des RCS, et enfin en ce que, le phosphore est apporté en microdoses (uPi) comprises entre 500 et 2500 g-P/ha selon le potentiel azotobactérien (pAZB) du sol décrivant le niveau d'activité diazotrophe des azotobactéries en proximité des résidus de culture

-6 le phosphore ainsi apporté est soit sous forme soluble appliqué par pulvérisation liquide, soit sous forme pulvérulente appliqué par pulvérisation solide, directement aux RCS et/ou biomasses cipans avant leur enfouissement.

Les RCS sont enfouis à l’automne immédiatement avant le semis des cultures d’hiver, y compris de cipans, ou encore en vue du semis de culture de printemps ; ils sont cellulosiques, avantageusement pailleux, et proviennent d'une culture choisie parmi un groupe comprenant les céréales, blé tendre et dur, le colza, le maïs grain, ou encore toute autre culture pouvant générer et laisser au sol de tels RCS telles que le tournesol par exemple. Les cipans sont détruites chimiquement à l’automne ou en sortie d’hiver, les microdoses de P (uPi) ainsi apportées à ces biomasses pouvant être avantageusement combinées à cette destruction chimique des cipans ; le cas échéant, cette combinaison peut être effectuée selon le protocole décrit dans EP13366002 de manière à réduire les risques bactéricides au sein de la bouillie. Ces cipans à détruire ainsi, avantageusement non Fabaceae, sont choisies parmi un groupe comprenant les graminées (Poaceae) fourragères telles que le Lolium spp., le colza et le radis fourrager, ou encore toute autre culture non Fabaceae préconisée à titre de cipan.

La culture suivante semée au printemps est choisie parmi un groupe comprenant le maïs, le sorgho, le tournesol, et toute autre grande culture pouvant bénéficier de l'apport d'engrais NP starter. Elle est semée post enfouissement des RCS est choisie parmi un groupe comprenant les cultures céréalières, le colza, le lin, ou encore, le cas échéant, une cipan avantageusement non Fabaceae. La culture d’hiver semée post enfouissement des RCS est choisie parmi un groupe comprenant les cultures céréalières, le colza, le lin, ou encore, le cas échéant, une cipan avantageusement non Fabaceae.

La calibration des microdoses uPi apportées directement au RCS comprend l'établissement d'une courbe de réponse mitscherlichienne du potentiel azotobactérien (pAZB) décrivant l'activité diazotrophe des azotobactéries en proximité de résidus de la culture précédente en fonction des teneurs en C, N et P desdits RCS, avantageusement pailleux, avant leur enfouissement en pré semis d'une culture agronomique suivante. pAZB est ici, à titre d’exemple, défini comme l'équilibre entre l'immobilisation nette de l'azote du sol, phénomène favorable à ladite activité diazotrophe, et l'immobilisation nette du phosphore du sol, phénomène défavorable à ladite activité diazotrophe, c’est-à-dire le rapport (pAZBn/pAZBp) ou la différence (pAZB-pAZB) entre pAZBn et pAZBp, -n et p étant, respectivement les ratios rCN/rCNc et rCP/rCPc, c’est-à-dire les rapports entre ratios C/N (ou C/P) de la résidusphère à l'équilibre et C/N (ou C/P) critiques en dessus du quel l'azote (ou le phosphore) est libéré sous forme minérale par minéralisation. Plus précisément, ce procédé de calibration, selon FR1501588 à titre d’exemple, est caractérisé en ce qu'il nécessite ; (i) la détermination de la quantité des RCS, soit indirectement via une relation empirique fonction du rendement de la culture précédente (RDT), soit plus directement au sol via la détermination du degré de couverture du sol par ces résidus (cRCS), (ii) la détermination des teneurs en N et en P desdits RCS de manière à déterminer la quantité de P initialement retournée au sol par ces RCS,

-7 et (iii) le calcul des uPi en fonction de cette quantité de P initialement retournée au sol par ces RCS assurant ainsi un niveau optimale d'activité diazoptrophe des azotobactéries résidusphériques. Donc, selon la quantité de RCS, et donc de P organique potentiellement minéralisable retourné au sol, les uPi seront ainsi plus ou moins important - généralement de l’ordre du kg/ha, soit bien moins que les apports de fumure de fond P préconisés selon l’état de la technique.

Or, ce niveau d'activité diazoptrophe en proximité desdits résidus de culture une fois enfouis (pAZB) est défini comme l'équilibre entre l'immobilisation nette de l'azote du sol, phénomène favorable à ladite activité diazotrophe, et l'immobilisation nette du phosphore du sol, phénomène défavorable à ladite activité diazotrophe. Selon FR1501587, l'équilibre entre l'immobilisation nette de l'azote du sol, phénomène favorable à ladite activité diazotrophe, et l'immobilisation nette du phosphore du sol, phénomène défavorable à ladite activité diazotrophe, est défini formellement comme le rapport entre pAZBn et pAZBp (pAZBn / pAZBp), et plus avantageusement comme la différence entre pAZBn et pAZBp (i.e. pAZB - pAZB), pAZB -n et -p étant, respectivement les ratios rCN/rCNc et rCP/rCPc, i.e. les rapports entre ratios C/N (ou C/P) de la résidusphère et C/N (ou C/P) critiques en dessus du quel N ou P sont libérés sous forme minérale.

Il est aussi possible que de combiner les susdites microdoses de P (uPi) à une préparation d'azotobactéries quelconques pas nécessairement sur-immobilisatrices de Pi au sens de FR1501836 mais capables d’augmenter l'activité diazotrophe en proximité desdits RCS enfouis. Notons encore une fois que cette réintroduction d’azotobactéries par inoculation des RCS n’est ni nécessaire, ni même souhaitable, mais néanmoins pratiquée du fait de la popularité grandissante de l’azotobactérisation des RCS (Claude et Fillion 2004). Le cas échéant, cette préparation azotobactérienne est combinée avec les microdoses de P au sein d'une même bouillie pulvérisable directement sur lesdits RCS. Or, une technologie (EP13366002.7/2647695) est prévue à cet effet afin d’assurer la survie in baco de telles azotobactéries consistant à ajuster l'osmolarité de la bouillie, in baco, en fonction de l'osmolarité de croissance à laquelle les bactéries ont été produites.

Activité inventive et avantages apportés

Actuellement, la bactérisation des RCS selon FR1501836 nécessite l’obtention in vitro préalable de d’(azoto)bactéries particulièrement phospho-immobilisatrices. Or, cette étape est complexe et coûteuse dans le cadre d’un service de réintroduction de bactéries endogènes. Nous savons pourtant (FR1501588) que de simples microdoses de P (uPi) peuvent amorcer la diazotrophie indigène en proximité des RCS. Du fait que cette diazotrophie énergivore et donc friande d’ATP, je propose ici de remplacer la susdite sur-immobilisation par voie d’IMMP à l’aide des susdites bactéries P-immobilisatrices par ce simple phénomène de d’amorçage de la diazotrophie du sol. Cela n’exclut pas cependant l’azotobactérisation conventionnelle (cf. Claude et Fillion 2004) des RCS (voir ci-dessous les revendications 10 et 11).

-8L’invention combinera donc ; (i) l’apport de P microdosé (uPi) aux RCS, et (ii) l’utilisation d’engrais NP starter (NPstart) et d’engrais PK complémentaires (PKc), voire (iii) si on le souhaite, l’azotobactérisation conventionnelle des RCS. L’invention permet donc d’optimiser le fonctionnement des azotobactéries résidusphériques en apportant du Pi, d’une part, et d’autre eNPs et/ou ePKc nécessitant eux la sur-immobilisation transitoire de Pi. Deux phénomènes a priori antinomiques sont ainsi réalisés ; (a) l’immobilisation (retrait) et (b) microfertilisation (apport) de Pi à la solution du sol.

Brève description des dessins et figures

Figures 1 : La progression quadratique de rCPgrn :: rPCrcs est dégressive (haut), ce qui n'est pas le cas pour rNCgrain :: rNCrcs (bas). Ces données agronomiques proviennent des archives électroniques de la station expérimental Rothamsted (R-U) (eRA ; http://vww.era.rothamsted.ac.uk/ ; Hart et al. 1993, Powlson et al. 2011).

Figure 2 : Telle que déjà démontré, l'activité des azotobactéries du sol (pAZB), ici indiqué par iVAZ et d[iVAZ]c (FR1501587) contribue à l'augmentation du potentiel de rendement du blé d’hiver et des RCS qu’il produit ; sans être complète, cette contribution est néanmoins significative. Les données agronomiques proviennent encore une fois des archives électroniques de la station expérimental Rothamsted (R-U) (eRA ; http://vww.era.rothamsted.ac.uk/ ; Hart et al. 1993, Powlson et al. 2011), et comprennent cette fois-ci les points variables pour les traitements (plots) 5 et 11 enrichis en Pi tellurique du fait d’apport continus de fumures de fond P (i.e. Poisen ~75 mg-P/kg).

Figure 3 : Ce qu'il y a de nouveau et d'étonnant c'est que le rCPgrn pour le blé augmente lui aussi selon iVAZ (Figure 3).uPi (g-P/ha) semble donc (i.e. r² significatif) aussi provoquer sur BTH en présence de RCS une augmentation des rCPgrn ; la aprogression de rNCgrain est elle indétectable (i.e. r² non significatif). Les grains de blé d’hiver sont donc relativement appauvris en P, mais non N. Les points variables proviennent ici des mêmes données agronomiques qu’à la Figure 2.

Figure 4 : Comme pour les rendements protéiques du blé (RDN ; uN), et/ou de l’activité des azotobactéries résidusphériques (iVAZ et/ou d[iVAZ]c), les uPi calculés (voir texte) sont aussi valorisées sur parcelles des maïs semé, ici sur RCS d’avoine. Cela dit, cette fois-ci sur maïs les rCP des grains de maïs récoltés n’augmentent pas, nous indiquant que le Pi initialement et transitoirement surimmobilisé a depuis été re - largué et assimilé par le maïs.

Figure 5 : Progression d’IMMP (sur-immobilisation transitoire du Pi) selon la microdose d’engrais P, uPi (gP/ha ; données de Paul Powlson, station expérimentale de Rothamsted, R-U ; cf. Hart et al. 1993 et Powlson et al. 2011).

Figure 6 : Superposition schématique de la sur-immobilisation transitoire du Pi tellurique par les azotobactéries résidusphériques pour le blé et le maïs. L’IMMP au dépend des grains sera appréciable pour le blé mais pas pour le maïs, le Pi immobilisé ayant été dans ce cas relargué, le semis du maïs intervenant qu’au printemps, soit bien après l'enfouissement des RCS à l’automne.

Nb. Dans la pratique et comme de raison, ces deux cultures, blé et maïs, ne peuvent se suivre lors d’une même campagne.

Figure 7 : Progression de rCPgrn pour le maïs selon uPi. Contrairement au blé (Figure 3), la progression de uPi diminue le rCPgrn du maïs, vraisemblablement du fait de la sur-immobilisation du P (IMMP) dès

-9 l'enfouissement des RCS. Cela implique qu'au moment du semis de maïs, IMMP est toujours effectif, d'où une nécessaire augmentation d'eNPs. Cette dynamique révèle que le relargage du P ainsi sur-immobilisé sera de nouveau disponible au maïs au moment de la floraison et du remplissage des grains, d'où une réduction de rCPgrn avec l'augmentation d'uPi. L'augmentation de eNPs du fait d'IMMP ne se fait donc pas au détriment du rendement (RDT) du maïs, mais bien qu’au profit d’eNPs (Figure 10).

Figure 8 : L’efficacité des engrais NP starter (eNPs) selon le niveau de Poisen tellurique (données de

Bermudez et al. 2002 et 2004). L’eNPs est ici le ratio (ici en %) de la biomasse des plants de maïs (stade BBCH 37) avec et sans NPs. Cette relation est non-linéaire ; à faibles taux saturation en P l'efficacité relative des engrais P starter (eNPs) va augmenter rapidement. Cela expliquera la progression de l'efficacité de la sur - immobilisation de P attribuable aux bactéries les plus phosphoimmobilisatrices (FR1501836) et - plus étonnamment, auxuPi.

Figure 9 : Efficacité relative des azotobactéries résidusphériques à surimmobiliser le Pi tellurique (Δ+/- IMMP) en terme d’eNPs, i.e. ratio entre eNPs avec et sans ΙΊΜΜΡ rapportée à la Figure 5. Les données permettant le calcul d’IMMP, d’uPi et donc d’eNPs proviennent des parcelles plus ou moins enrichies en P selon leurs traitements (cf. 3 et 10 versus 5 et 11, respectivement ; données eRA http://www.era.rothamsted.ac.uk/ ; Hart et al. 1993, Powlson et al. 2011). Cette fonction traduit celle à la Figure 5 selon la relation empirique préétablie à la Figure 8. Nb. Si uPi ~ 0 g-P/ha, ΙΊΜΜΡ des azotobactéries est ~ 1,00 (1,016).

Figure 10 : A l’aide des relations entre eNPs et les teneurs en Pi du sol déjà rapportées dans FR1501836 il est possible de traduire les niveaux d’IMMP (Figure 5) en eNPs. Ici, la courbe pointillée représente eNPs selon la teneur en Pi du sol mais sans azotobactérisation des RCS (FR1501836), i.e. selon la fonction empirique (Figure 8) selon des données de Bermudez et al. 2002/2004, ou encore celles du MAPAQ 2003. La courbe continue (points remplis) avec azotobactérisation des RCS. Les points plus noirs eux correspondent aux eNPs atteintes via le simple enrichissement phosphorique de la résidusphère selon la présente invention à hauteur des uPi calculées et les niveaux d’IMMP conséquents rapportés à la Figure 5. Sans azotobactérisation des RCS, y compris avec des (azoto)bactéries particulièrement IMMP, eNPs est néanmoins augmenté à l’aide de simples uPi.

Mode de réalisation préféré de l’invention et sa faisabilité

Il existe dorénavant une synergie entre pAZB et la teneur en Pi en proximité des RCS enfouis (résidusphère). Cette synergie permet d'amorcer pAZB entraînant une « sur-immobilisation » du Pi (IMMP). A ma connaissance, cet amorçage d’IMMP via l’apport de microdoses de P (uPi) directement aux RCS est nouvelle puisque réduire les teneurs telluriques de Pi en apportant au sol (via les RCS) du P, même en petites quantités, est a priori contre intuitif.

La faisabilité du mode de réalisation de l'invention est démontrable par trois séries d'analyses de données agronomiques ;

(i) Des RCS riches en P vont, dès un seuil de richesse en P, provoquer non pas une augmentation mais une diminution des richesses en P des grains de la culture suivante (Figure 1).

- 10 (ii) Cet amorçage de l’activité azotobactérienne (Figure 2) provoquera une augmentation des ratios CP de grain de la culture d'hiver (blé) suivante (Figure 3).

(iii) En dépit d’une augmentation de l’activité desdites azotobactéries et des rendements (Figure 4), cette augmentation du ratio CP des grains de blé n’est pas détectable pour la culture de maïs (Figure 7), ce qui attestera d’un certain relargage du Pi initialement et transitoirement surimmobilisé (Figure 6).

Le rCPgrn du blé sert donc d’indicateur d’IMMP applicable aux NPs placés en proximité des semences maïs ; rCPgrndu blé (Figure 3) augmentera en fonction du niveau d’immobilisation du Pi tellurique (IMMP ; Figure 5). C niveau d’IMMP est traduit en eNPs qu’à l’aide de la fonction à la Figure 8. Cette transposition de rCPgrn (blé) en eNPs (maïs) est très conservatrice puisque l’augmentation dudit rCPgrn présuppose immobilisation du Pi ad minima à hauteur d’IMMP. Nous pouvons évaluer ici l'impact de ces uPi en, (i) prédisant la minéralisation des RCS plus ou moins riches en P et son impact sur la richesse en P des grains de la culture suivante, et/ou en (ii) estimant le différentiel de Pi entre deux sols plus ou moins riches en P et en rapportant ce différentiel à l'activité in situ des azotobactéries (FR1501587).

Hypothèses de travail

L'argumentaire technique repose sur trois hypothèses de travail. La vérification de celles-ci démontrera la faisabilité de l'invention ;

> Premièrement (Figure 1), du fait de leur amorçage par le Pi du sol, les azotobactéries du sol, sans être a priori particulièrement phospho-immobilisatrices, vont progressivement séquestrer (surimmobiliser) ce Pi au dépend des grains de la culture suivante implantés sur RCS. Or, les RCS plutôt riches en P devraient favoriser ce phénomène, du moins au-delà d'un certain seuil rPCrcs.

> Deuxièmement (Figure 3), cet amorçage phosphorique des azotobactéries devrait se traduire par une augmentation des rCPgrn de la culture suivante, et cela notamment sur les parcelles et traitements plutôt riches en Pi, notamment ici du fait d'apports continus d'engrais P à travers le temps. Cette augmentation de rCPgrn du blé est exprimable en termes d’IMMP.

> Troisièmement (Figure 6), cette interaction favorable aux azotobactéries et du Pi présent en proximité immédiat des RCS perdure dans le temps de manière à affecter non seulement la culture d'hiver en cour, mais aussi la culture de printemps (eg. Maïs ; Figure 6), faute de quoi eNPs ne pourra être augmenté ; le cas échéant, ce Pi sera relargué opportunément et disponible au maïs par après d’où une diminution, ou du moins une non augmentation, du rCPgrn maïs (Figure 7).

En effet, les coefficients de régression partielle (r² ; non rapportés) implicites à la Figure 1 démontrent que la contribution à l'abaissement des rPCgrain de la culture suivante (t+1) est plus importante que celles autres caractéristiques des RCS, y compris donc rNCrcs. Ceci est en accord avec l'hypothèse qui veut que l’activité des azotobactéries du sol soit initialement non limitée par Pi du fait d'une plus forte minéralisation (libération) de Pi des RCS les plus riches en P sera de plus en plus dynamiques et séquestrera (« sur-immobilisera ») ainsi de plus en plus de Pi au dépend des grains de la culture suivante. Vraisemblablement, il y a amorçage phosphorique de pAZB. Or

- 11 c’est précisément ce que nous anticipons aux Figure 3 et 7 ; uPi augmente le rCPgrn du blé, mais diminue celui du maïs. IMMP va donc dans un premier temps l’efficacité des PKc (ePKc), et plus tardivement par après celle des NPs (eNPs). Les étendues d’IMMP affectant eNPs et ePKc sont indiquées séparément et schématiquement à la Figure 6.

Vérification des hypothèses de travail

Pour confirmer ces hypothèses, j’ai exploité les différences entre les valeurs de Pi tellurique (Poisen ; mg-P/kg-sol) des traitements (plots) dits ici eRA (http://www.era.rothamsted.ac.uk/ ; Hart et al. 1993, Powlson et al. 2011) numéros 3 et 5, et 10 et 11, les premiers (3, 10) étant moins riches en Pi telluriques (Poisen ~ 10) que les seconds (5,11 ; Poisen ~ 75). De même, les RCS provenant de ces divers traitement eRA et enfouis à l’automne, soit en pré-semis des blés (Figure 1,2, 3 et 5), soit en prévision de semis printaniers de maïs (Figure 4, 7 et 9), sont plus ou moins riches en P.

En combinant ces deux jeux de données j’ai pu estimer non seulement un certain différentiel [ 5,11 -3,10] analogue à uPi (g-P/ha), mais aussi IMMP. A l’aide du schéma à la Figure 6 et de la fonction empirique préétablie à la Figure 8, j’ai pu relier eNPs au niveau de uPi ainsi calculé.

Sur-immobilisation du Pi résidusphérique au profit de l’activité des azotobactéries résidusphériques (Figures 1, 2, 3 et 4)

Les données de parcelles en blé-sur-blé depuis 1968 provenant de la station expérimentale de Rothamsted (http://www.era.rothamsted.ac.uk/ ; Hart et al. 1993, Powlson et al. 2011) comprennent les rendements jusqu’à 2014, ainsi que les teneurs nutritionnelles des grains et des RCS. J’ai mis en relation les teneurs relatives (ratios P/C, ou rPC) des RCS (rPCrcs t) précédant le semis et la récolte des grains de blé plus ou moins riches en P (rPCgrn t+1). Idem pour ce qui est de la richesse relative en N des précédents RCS et des grains de blés. Des RCS relativement riche en P n’amène pas nécessairement des grains l’année suivante de plus en plus riches en P (Figure 1). En effet, il existe une tendance quadratique nettement dépressive des rPCrcs t sur rPCgrn t+1 au-delà d’un certain rCPrcs ; cette tendance quadratique n’est pas apparente pour les rNC (Figure 1). Cet appauvrissement relatif en P des grains laisse entendre que le Pi libéré par les RCS pendant l’interculture hivernale est capté par les azotobactéries résidusphériques, et amorce au sens entendu l’activité diazotrophique des azotobactéries telluriques ; cet emballement de pAZB entraînerait ladite captation du Pi autrement phytodisponible.

Selon FR1501588, j’ai j'ai transformé les différences en Poisen (mg/kg) des sols (http://www.era.rothamsted.ac.uk/ ; Hart et al. 1993, Powlson et al. 2011, données Poisen transmises par P. Powlson) aux traitements (plots) 5 et 3, et 11 et 10, 5 et 11 étant plus riches en P suite à des apports d'engrais P. Ces différences, de l'ordre ~75 mg/kg varient selon les années et les sections, et servent à calculer uPi (g-P/ha) et à construire les courbes à Figure 2. Pour ce faire j'ai de nouveau tenu compte des tonnes (t) RCS i ha et les densités apparentes du sol par rapport à celle des RCS, soit ~1,25 i 0.25 g/cm³. Les t-RCS/1000 tonnes de sol (ha) sont multipliée par 5

- 12 (1,25/0,25) afin d'estimer de l'étendue de la résidusphère (1 à 3% v/vde sol). Appliquée aux différences en Poisen entre les traitements 5 et 3, et 11 et 10, nous trouvons que pour les traitements 5 et 11 (P⁺), entre 250 et 1500 g-Pi / ha de plus sont en contact avec les RCS (Pi résidusphérique), soit des quantités de Pi commensurables avec les uPi (g/ha) ici préconisées.

Ces valeurs d’uPi peuvent donc être mises en relation avec iVAZ et d[iVAZ]c au sens de FR1501587 (Figures 2 et 4). Pour rappel, FR1501587 consiste en une méthode de fertilisation raisonnée de l’azote en présence de RCS comprenant la détermination de la teneur en N de ces RCS (Nrcs). On détermine par la suite rMS = RCS/RAC, i.e. en entre les quantités de biomasses des RCS aériens et des racines (RAC) post récolte, ainsi que rNS = Nrcs/Nrac, i.e. entre les susdites teneurs en N des biomasses aériennes (Nrcs) et souterraines (Nrac). L’indice iVAZ est lui simplement égale à [ rMS - rNS ], tandis que la valeur critique pour iVAZ (iVAZc) et préétablie empiriquement en fonction du potentiel de rendement de la culture. En principe, le rationnement de la dose d’engrais N est progressif selon l'augmentation de la différence positive entre iVAZ calculé et l'iVAZc (d[iVAZ]c), c’est-à-dire le niveau d’activité des azotobactéries résidusphériques.

Le niveau d’uPi augmente pAZB et l’activité des azotobactéries vraisemblablement résidusphériques. Cette augmentation de pAZB est aussi associée à une augmentation des ratios CP des grains de blé d’hiver (Figure 3) et - comme nous le verrons aux Figures 5 et 9, à une augmentation de l’immobilisation (sur-immobilisation) transitoire du Pi. Fait notable ; il n’y a cependant pas d’augmentation du ratio NP des grains de blé selon uPi (abîme, Figure 3). Il semble donc que les azotobactéries profitent de ce Pi plus abondant pour dynamiser leurs populations d'autant plus friandes en P, immobilisant ce dernier au dépend des grains. Notons que cette corrélation rCPgrn :: uPi (Figure 3) bien que pas très précise à ce stade, est néanmoins significative. En effet, l’analyses (non rapportée) des susdites données expérimentales (http://www.era.rothamsted.ac.uk/ ; Hart et al. 1993, Powlson et al. 2011) par régression linéaire à variable multiples comprenant l’année de récolte de récolte (1968 à 2014), le type de traitement (10) plus ou moins riches en P (Poisen ; mg-P/kg-sol), et la section (« sous parcelle, en sorte) permit de mettre en évidence cette contribution significative d’uPi à l’augmentation de rCPgrn.

Pour ce qui est du maïs. Nous savons que le niveau d’activité des azotobactéries résidusphériques (d[iVAZ]c) a un effet sur les rendements agronomiques et protéiques du maïs (FR1501588), ce qui est appréciable étant donné qu’il y a plus de 12 mois entre l’enfouissement de RCS azotobactérisés et la récolte du maïs (Figure 6). Or, nous savons maintenant que le niveau d’uPi affecte aussi cette activité des azotobactéries et le RDN - maïs ; voir Figure 4 les niveaux d’activité azotobactérienne in situ (iVAZ et/ou d[iVAZ]c) et les rendements protéiques (RDN) du maïs en fonction des uPi calculées. Cela dit, ces relations sont encore une fois bien imparfaites à ce stade, vraisemblablement du fait qu’elles intégrèrent les données de Hart et al. 1993, Powlson et al. 2011 (http://www.era.rothamsted.ac.uk/) provenant de parcelles plus ou moins riches en P.

Or, comme pour la fonction à la Figure 3, l’analyses (non rapportée) de ces données par

- 13 régression linéaire à variable multiples comprenant l’année de récolte de récolte, le type de traitement, etc. permet de confirmer la contribution significative d’uPi à l’augmentation de rCPgrn.

Réduction du rapport CPgrain de la culture d’hiver, équivalents uPi, et rétro-calcul d’IMMP et eNPs (Figure 5)

J’ai transformé cette augmentation des rCPgrn du blé en quantité de Pi telluriques surimmobilisé au sens de FR1501836(IMMP). Connaissant les rendements en grains de blé et leurs teneurs en P, cette fonction (Figure 3) permet le calcul de la quantité de Pi nécessairement ainsi surimmobilisée par rapport à une situation où uPi = 0, c’est-à-dire lorsqu’il n’y a pas de surimmobilisation du Pi. Formellement ;

IMMP = (RDP / (1 - ([rCPgrn /113] - 1)) - RDP sachant que IMMP est la quantité de Pi tellurique surimmobilisé (mg-P/ha), et RDP la mobilisation du P par la culture d’hiver en cour, ici de blé, obtenue par simple multiplication du rendement en grain par sans teneur en P ; la valeur empirique 113 provient elle de la susdite fonction [rCPgrns :: uPi] (Figure 3) lorsque uPi = 0,00. Cette transformation permet d’exprimer IMMP selon uPi (Figure 4) puisque le susdit différentiel de RDP ne peut être attribuable à une relative indisponibilité du Pi du fait de sa sur-immobilisation.

Il est donc possible de convertir rCPgrn en équivalent IMMP, i.e. g-P par ha en moins dans les grains de BTH vraisemblablement immobilisée par la flore microbienne du sol. Ces valeurs d’IMMP sont parfaitement commensurables avec celles rapportée au tableau 3 de FR1501836. Or, ce qu'il y a d'étonnant ici c'est qu'IMMP augmente avec la progression d'uPi ; plus il y a de Pi disponible aux azotobactéries, plus celles-ci pourraient en (sur)immobiliser au dépend des grains de blé (Figure 3), mais non au dépend des grains de maïs (Figure 7). Il y a donc vraisemblablement synergie, uPi amorçant, ou plus exactement déclenchant, l'activité diazotrophique des azotobactéries, celles-ci étant par la suite d'autant plus friandes de Pi au dépend des racines et des grains.

Conséquence agronomique de ces augmentations d’IMMP et eNPs sur maïs semé au printemps (Figures 6, 7, 8, 9 et 10)

IMMP peut-elle véritablement affecter eNPs in situ ? Référons-nous à la Figure 6. En effet, cette dynamique implique qu'au moment du semis de maïs, IMMP est toujours effective, d'où une nécessaire augmentation d'eNPs (Figure 8). Cela dit, cette même dynamique (Figure 6) révèle que le relargage du P sur immobilisé sera de nouveau disponible au maïs au moment de la floraison et du remplissage des grains, d'où cette fois-ci une réduction de rCPgrn avec l'augmentation d'uPi (Figure 7) ; l'augmentation de eNPs du fait d’IMMP ne se fait donc pas au détriment du maïs. L’augmentation rCPgrn constaté à la récolte du blé (Figure 3) implique que IMMP a lieu avant début mai, date à laquelle plus du 2/3 du P est déjà mobilisé par la culture et à

- 14 la quelle est effectué le semis du maïs. Il semble donc y avoir concordance entre la cinétique d’IMMP pendant la culture du blé et la date de semis du maïs avec apport de NPs.

Or, en raison de l'amorçage de pAZB par Pi, cet appauvrissement des grains en P est la conséquence d'une sur-immobilisation de Pi par ces azotobactéries rendues ainsi plus dynamiques. Encore une fois, et tel qu'anticipée, ΙΊΜΜΡ au dépend des grains de blé (Figure 3) n'est plus détectable avec le maïs (Figure 7), vraisemblablement suit au relargage de Pi, le maïs étant semé et en floraison bien après le blé, et surtout bien après l'enfouissement des RCS.

Notons enfin que ce schéma (Figure 6) ne fait que superposer les cinétiques d’IMMP aux itinéraires culturaux du blé et du maïs ; il n’est pas question comme de raison de suggérer que des deux itinéraires puissent dans les faits se suivre in situ.

Pour ce qui est de l’efficacité des PKc (ePKc). La richesse en P des RCS (Figures 1) et du niveau des uPi calculées affectent positivement RDT et RDN du blé (cf. FR1501588). Ces PKc étant nécessaires au bon fonctionnement du blé, tout comme les NPs pour celui du maïs, les uPi, voire les BAC sur-immobilisatrices de Pi au sens de FR1501836 (Figure 10), amélioreront ePKc, sans pour autant réduire rCPgrn du blé, au contraire (Figure 3). Notons encore une fois que l’augmentation du rCPgrn des céréales est recherchée en agronomie. Contrairement à eNPs pour laquelle nous avons une certaine base de connaissance (FR1501836), la calibration d’ePKc devra maintenant faire l’objet de développement expérimentaux.

L’IMMP telle que calculée à partir de l’augmentation des rCPgrn blé (Figure 3 et 4) et appliquée au schéma à la Figure 6 va donc nécessairement augmenter eNPs au sens de FR1501836, voire ePKc aus sens de FR1501588. Cela est dû au fait que eNPs est fonction négative de la teneur en Pi tellurique (Figure 8), teneur qui va ici nécessairement diminuer à hauteur de IMMP, elle-même fonction positive d’uPi (Figure 4). Nous pouvons ainsi calculer Δ+/- IMMP (Figure 9), i.e. l’efficacité relative des azotobactéries résidusphériques à surimmobiliser le Pi tellurique en terme d’eNPs entant que ratio entre eNPs avec et sans ΙΊΜΜΡ rapportée à la Figure 5 (haut) ; sans l’action de telles azotobactéries, l’augmentation du niveau d’IMMP est donc nulle, c’est-à-dire que si uPi ~ 0 g-P/ha, ΙΊΜΜΡ attribuable audites azotobactéries est ~ 1,00 (1,016).

Plus intelligemment, eNPs est présentée par rapport à Poisen (Figure 10). On voit ainsi comment l’apport de simples uPi peuvent elles aussi augmenter eNPs, sans pour autant à ce stade, c’est vrai, atteindre le même niveau d’efficacité que les bactéries particulièrement phosphoimmobilisatrices au sens de FR1501836 (cf. Figure 10, la courbe en continue par opposition à celle en pointillés). Les points plus noirs ainsi que la courbe épaissie correspondent aux eNPs au sens de la présente invention atteints via le simple enrichissement de la résidusphère à hauteur des uPi calculées et les niveaux d’IMMP conséquents (Figure 5) ; encore une fois, même sans azotobactérisation des RCS, l’eNPs est néanmoins augmentée à l’aide de simples uPi.

- 15 APPLICATIONS BIOINDUSTRIELLES ET AGRONOMIQUES

L’invention est applicable aux fertilisations azoto-phosphoriques (NP) et phospho-potassiques (PK). Il s’agit d’améliorer l’efficacité d’engrais NPs appliqués au semis de cultures de printemps (eg, maïs), ou encore d’engrais PKc généralement appliqués en sortie d’hiver aux cultures céréalières ou de colza lors du premier apport d’engrais N (cf. CDA Dordogne 2012, 2013). D’une manière ou d’une autre, les RCS sont phosphorisés pré-enfouissement à l’aide de microdoses de Pi (uPi ; FR1501588). Ces uPi peuvent ainsi être apportées directement aux RCS, voire même directement à des cipans toujours sur pieds au moment de leurs destruction chimique début ou sortie hiver selon le cas, et cela avantageusement par pulvérisation liquide de solution fertilisantes contentant de P, solutions généralement réservées aux application foliaires (cf. FR1501588).

Il s’agira comme de raison ici de semis de culture de printemps dans le cas d’NPs et de cultures d’hiver (semées directement sur les RCS enfouis) dans le cas d’PKc. En effet, l'invention augmente eNPs (et ePKc) et est destinée avantageusement aux RCS, ou encore aux cipans en voie de destruction chimique sur pied, et cela dans l'optique d'un semis, en bandes avec NPs, d'une culture de printemps telle que le maïs, ou encore le sorgho. La susdite sur - immobilisation de Pi pouvant aussi améliorer l'efficacité des PKc apportés à la volés en sortie d'hiver sur céréales, l'invention est aussi applicable dans ce cas.

Le calcul des uPi peut se faire selon FR1501588. Brièvement, et selon FR1501588 ; Puisque les teneurs en P des RCS alimentent en P, non les cultures, mais surtout les azotobactéries résidusphériques, l’activité in situ de celles-ci s'avère toute aussi, voire plus, révélatrice de l'état phosphorique du sol que RDT. La calibration des uPi selon ce potentiel azotobactérien du sol (pAZB) est tout aussi précis que l’état de la technique. Par exemple FR1501588 (op. cit. figure 4) donne en exemple une courbe de calibration pour la préconisation des uPi (kg-P/ha), à apporter au RCS en fonction de la quantité de P total qu’ils contiennent au moment de l'enfouissement de manière à ce que pAZB atteigne son plein potentiel du sol du fait d'un équilibre entre l'immobilisation de l'azote et la non immobilisation du P (texte). Notons que les uPi peuvent représenter de 10 à 25% du P apporté au sol par les RCS, ce qui est facilement réalisable, cette quantité de P retourné au sol ne dépassant pas 7 à 10 kg-P / ha / année.

Enfin une précision ; il n'est donc pas impératif à ce stade de préciser l'espèce des RCS, bien qu'à terme des courbes de calibration de uPi :: Prcs pour chaque type de RCS seront proposées. Inversement, il sera possible éventuellement de gauger uPI selon le potentiel de rendement (RDT) de la parcelle, dans la mesure où RDT est lui-même limité par pAZB. Cela dit, FR1501588 (op. cit. figures 6 et 7) propose déjà des niveaux de uPi associés à des rendements agronomiques (RDT) grandissant ; plus les RDT attendus sont important, plus le niveau d’uPi sera élevé. Les données proviennent d'une compilation de données des sections 0 à 9 de l’essai en blé continus sur la station expérimentale de Rothamsted (R-U) http://www.era.rothamsted.ac.uk/ ; Dyke et al. 1983 et Hart et al. 1993) pour des assolements de blé sur RCS en continus depuis 1968.

- 16 L'invention agissant simultanément sur l'efficacité des NPs ou PKc et des azotobactéries en proximité des RCS, l'indice de nutrition azotée (INN ; Justes et al. 1994) et les ratios N/P des biomasses aériennes sont des variables bien adaptées à la mise en évidence de l'effet technique recherché. Ces variables étant toutes deux des ratios pondérés peu ou pas affectés par la variabilité de la MSPA à un stade BBCH donné, elles peuvent être aisément obtenues in situ sans dispositif expérimental. Dans le cas de céréales recevant en sortie d'hiver des PKc, la MSPA est prélevée avant floraison, avantageusement aux alentours des stades, par exemple, BBCH 37 à 45. Dans le cas de semis de printemps recevant des NPs, la MSPA est prélevée avant floraison, avantageusement aux alentours des stades BBCH 17 à 39. Pour chacune des observations (prélèvements) selon chacune des modalités, la quantité des MSPA de plants individuels est déterminée ainsi que la teneur en N et P de cette MSPA ; les INN à partir de ces plants individuels est calculée selon l'approche décrite dans EP15290117 (29442622), approche adaptée mais néanmoins innovante par rapport à Justes et al. 1994. D’autres modes de pilotage de la fertilisation raisonnée NP expressément adaptée à cette utilisation d’uPi seront proposés dans le cadre du développement expérimental et technico-commercial de l’invention.

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Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques utilisant du phosphore appliqué directement aux résidus de culture au sol (RCS) et/ou au cultures intermédiaires pièges à nitrates (cipans) avant leur enfouissement, combinant engrais-NP starters (NPs) appliqués au semis de la culture suivante ou engrais-PK complémentaires (PKc) appliquées en combinaison avec les engrais azotés, mais ne nécessitant pas d'apporter au RCS et/ou aux cipans des préparations bactériennes constituées de biomasses bactériennes particulièrement phosphoimmobilisatrices et ne produisent pas nécessairement de phosphatases, de phytases, d'acides organiques et/ou toutes autres molécules capables de minéraliser, solubiliser et/ou rendre immédiatement plus biodisponible le P, organique ou inorganique, mais caractérisée en ce que ;

   le phosphore ainsi apporté est soit sous forme soluble appliqué par pulvérisation liquide, soit sous forme pulvérulente appliqué par pulvérisation solide, directement aux RCS et/ou biomasses cipans avant leur enfouissement.

   le phosphore est apporté en microdoses (uPi) comprises entre 500 et 2500 g-P/ha selon le potentiel azotobactérien (pAZB) du sol décrivant le niveau d'activité diazotrophe des azotobactéries en proximité des résidus de culture
2. 2. Méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques selon la première revendication caractérisée en ce que les RCS sont enfouis à l’automne immédiatement avant le semis de cultures d’hiver, y compris de cipans.
3. 3. Méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques selon la revendication précédente caractérisée en ce que les RCS sont cellulosiques, avantageusement pailleux, et proviennent d'une culture choisie parmi un groupe comprenant les céréales, blé tendre et dur, le colza, le maïs grain et le tournesol.
4. 4. Méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques selon la première revendication caractérisée en ce que les cipans sont détruites chimiquement à l’automne ou en sortie d’hiver, les microdoses de P (uPi) ainsi apportées à ces biomasses pouvant être avantageusement combinées à cette destruction chimique des cipans.
5. 5. Méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques selon la revendication précédente caractérisée en ce que les cipans à détruire ainsi, avantageusement non Fabaceae, sont choisies parmi un groupe comprenant les graminées (Poaceae) fourragères telles que le Lolium spp., le colza et le radis fourrager.
6. 6. Méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques selon une quelconques des revendications précédentes caractérisée en ce que la culture agronomique est une culture semée au printemps après la destruction desdits cipans est choisie parmi un groupe comprenant le maïs, le sorgho et le tournesol.

   - 197. Méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques selon une quelconque des revendications 1 à 5 précédentes caractérisée en ce que la culture agronomique est une culture d’hiver est choisie parmi un groupe comprenant les cultures céréalières, le colza, le lin, ou une cipan avantageusement non Fabaceae.
7. 8. Méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques selon la première revendication caractérisée en ce que la calibration des microdoses uPi apportées directement au RCS comprend l'établissement d'une courbe de réponse mitscherlichienne du potentiel azotobactérien (pAZB) décrivant l'activité diazotrophe des azotobactéries en proximité de résidus de la culture précédente en fonction des teneurs en C, N et P desdits RCS, avantageusement pailleux, avant leur enfouissement en pré - semis d'une culture agronomique suivante.
8. 9. Méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques selon la revendication précédente caractérisé en ce que le potentiel azotobactérien (pAZB) du sol décrivant le niveau d'activité diazotrophe des azotobactéries est défini comme l'équilibre entre l'immobilisation nette de l'azote du sol, phénomène favorable à ladite activité diazotrophe, et l'immobilisation nette du phosphore du sol, phénomène défavorable à ladite activité diazotrophe, c’est-à-dire le rapport (pAZBn/pAZBp) ou la différence (pAZB-pAZB) entre pAZBn et pAZBp, -n et -p étant, respectivement les ratios rCN/rCNc et rCP/rCPc, c’est-à-dire les rapports entre ratios C/N (ou C/P) de la résidusphère à l'équilibre et C/N (ou C/P) critiques en dessus du quel l'azote (ou le phosphore) est libéré sous forme minérale par minéralisation.
9. 10. Méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques selon une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les susdites microdoses de P (uPi) sont combinés à une préparation quelconque d’azotobactéries pas nécessairement surimmobilisatrices de Pi.
10. 11. Méthode de fertilisation phosphorique pour cultures agronomiques selon la revendication précédente caractérisée en ce que la préparation azotobactérien ne est combinée avec les microdoses de P au sein d'une même bouillie pulvérisable directement sur lesdits RCS.