En agriculture biologique, l'apport d'azote à la culture est géré selon deux modes :

• augmentation des fournitures du sol par l'introduction dans la rotation de cultures fixatrices d'azote (engrais verts, légumineuses)
• apport de fertilisants et/ou amendements organiques. Les fumiers et composts seront apportés à l'automne avant ou après labour, ils permettront d’assurer un apport régulier d’azote à la plante tout en garantissant l’entretien humique du sol ; les engrais organiques (ex : guano, vinasse, farine de plumes…), rapidement minéralisables, seront apportés au printemps, en couverture afin de couvrir les forts besoins instantanés.
  

Dans les systèmes traditionnels associant culture et élevage, une part importante de l’azote organique provient de fumiers et composts. La difficulté pour ajuster la fertilisation tient à la difficulté à prévoir la cinétique de minéralisation de l’azote issu de ces produits. Par ailleurs, le décalage entre la minéralisation lente de ces produits et les besoins instantanés importants du blé durant la montaison, conduit à une mauvaise valorisation de l’azote potentiellement disponible. Le développement des systèmes céréaliers sans élevage a fait naître de nouvelles questions quant à la gestion de l'azote sur la sole céréalière. La faible présence de légumineuses dans la rotation associée à l'absence d'effluents d'élevage conduit à l'utilisation exclusive de sources d'azote exogènes à la ferme.

La maîtrise de la nutrition azotée en cours de culture est un facteur déterminant vers lequel peu de travaux ont été orientés. L'enjeu de ce programme de recherche est de mettre au point un outil de gestion stratégique de la fertilisation azotée de printemps du blé biologique, baptisé AZODYN-Org. Une équipe conjointe INRA et ISARA associé à Arvalis – Institut du Végétal a cherché à adapter aux conditions spécifiques de la culture biologique les résultats et les outils proposés par la recherche sur la gestion de l'azote en agriculture conventionnelle.

Une recherche en 3 étapes

Dans une première étape, le but a été d'analyser les variations de rendement du blé biologique en identifiant les facteurs limitant majeurs de la production. La méthode de diagnostic agronomique à l'échelle d'un bassin de production, mise au point et déjà utilisée sur céréales dans différents contextes, a permis de montrer, sur un réseau pluriannuel de parcelles de blé biologique, que les différences de rendement observées étaient expliquées par deux causes majeures : l’intensité des carences azotées et la concurrence exercée par les mauvaises herbes.

C'est pourquoi la seconde étape du travail a consisté à adapter aux conditions de l’agriculture biologique, le modèle dynamique de fertilisation azotée, AZODYN, dont le but est de prédire les conséquences de différentes modalités de fertilisation azotée sur la production et la qualité du blé d'hiver. AZODYN est un modèle dynamique simulant le fonctionnement du système sol-plante. Il aide à prévoir la dynamique de fourniture d'azote par le sol, les périodes de carence et leur incidence sur le rendement du blé et la teneur en protéines des grains. Il est basé sur la prévision journalière des besoins de la plante et des fournitures d'azote par le sol et les engrais. Il permet de prédire le rendement en grains, la teneur en protéines des grains ainsi que le reliquat d’azote minéral dans le sol après récolte. Les travaux, menés en collaboration avec l'INRA de Laon, ont consisté à étudier les cinétiques de minéralisation de plusieurs engrais organiques, en conditions contrôlées puis en station expérimentale. Ces travaux ont conduit à la mise au point d'un module ‘‘engrais organique’’ intégré au modèle AZODYN, dans le but de prévoir la dynamique de l'offre en azote issu des engrais organiques et sa disponibilité pour la culture. Le modèle AZODYN-Org a ensuite été évalué durant deux années dans des situations contrastées.

Le dernier volet de la recherche avait pour objectif la construction d'un outil d'aide à la décision pour le raisonnement de la fertilisation azotée en agriculture biologique. Cet outil devait permettre, d'une part, de sélectionner les parcelles pour lesquelles un apport organique permettrait une amélioration de la marge brute et/ou de la teneur en protéines des grains et d'autre part, de définir les stratégies de fertilisation optimales en fonction des conditions de production rencontrées. La finalité de ce travail est d'aider les agriculteurs à faire des choix simples dans leur raisonnement de la fertilisation organique :

• Est-il intéressant d'apporter de l'azote en couverture ?
• Quelle dose apporter ?
• À quelle date ?
• Doit-on fractionner l'apport ?