La modulation des intrants

Nous avons vu comment obtenir une cartographie des parcelles cultivées. Mais évidemment, cela à un but : la modulation des intrants.

En premier lieu, il faut savoir que la plante a différents besoins nutritifs. Outre le carbone qu’elle peut trouver naturellement dans l’air (grâce à une enzyme nommée RuBisCo qui permet la fixation du dioxyde de carbone CO2 sur la plante) elle a aussi besoin d’un apport en azote. Dans la nature, il y a différentes formes d’azote possibles mais seulement deux sont prélevables par la plante car elles sont présentes sous forme minérale dans le sol. Il y a d’abord l’azote ammoniacal de formule NH4+, qui, à l’aide de sa charge positive NH4+, se fixe sur le complexe argilo-humique du sol (composé d’anions ce qui attire les cations). Cela limite le risque d’entrainement en profondeur de l’azote, mais aussi par la même occasion la disponibilité instantanée pour les plantes. Cette forme n’est pas la plus utilisée par la plante. En effet, l’activité microbienne des sols consomme l’ammonium et le transforme en azote nitrique (processus de nitrification) de formule NO3-. C’est la forme de l’azote la plus présente dans le sol et donc la plus consommée par la plante.

Manifestation Macroscopique d’une carence en azote sur une plante

carence-azote-arvalis

L’azote est nécessaire à la croissance de la plante car il est déterminant pour garder une teneur en protéine élevée. Il permet de fabriquer protéines, chlorophylles, enzymes et vitamines. Une carence en azote va se manifester par un jaunissement des feuilles causé par une déficience de la synthèse des chlorophylles. Or, seulement 1 à 2 % des réserves d’azote organique sont transformées en azote minéral disponible pour la plante.

Il est donc primordial pour l’agriculteur de fournir une contribution manuelle à l’apport d’azote par le sol à ses plantes, s’il veut optimiser leur croissance.

Seulement, nous avons vu précédemment que les plantes ont des besoins d’azotes différents au sein d’une même parcelle. C’est là que l’agriculture de précision intervient pour apporter « la bonne dose au bon endroit ». On appelle cela la modulation des intrants.

En premier lieu, il faut savoir que toutes les parcelles ne présentent pas forcément l’intérêt d’être modulées. En effet, selon une étude de l’entreprise Farmstar, il y a environ 48 % des parcelles de blé et 15 % des parcelles de colza dont la modulation n’est pas nécessaire.  Pour valoriser cette technique, plusieurs conditions doivent être réunies :

-Il faut qu’il y ait une forte hétérogénéité intra-parcellaire pour les appports d’azotes

-Il faut une bonne structuration de la variabilité, c’est-à-dire la possibilité de distinguer des zones homogènes

-Il faut enfin une taille de zones homogènes assez grande pour être compatible avec une gestion modulée des apports

Si une parcelle présente un intérêt pour la modulation, il y a encore 2 types de cas à prendre en compte. Le premier concerne les parcelles qui ont des zones d’hétérogénéité bien distinctes et peu nombreuses, ce qui n’impose pas de changement fréquent des doses. Dans ces cas là, qui représente environ 17 % des parcelles de blé et 40 % des parcelles de colza, la modulation peut être faite manuellement par l’agriculteur. Dans les autres cas où la variabilité est moins bien organisée et où les changements de doses sont trop fréquents, la modulation doit être automatisée (environ 39 % des parcelles de blé et 45% des parcelles de colza).

capture-decran_2017-02-15_19-26-05modulable

La carte de la parcelle de gauche est considérée comme homogène, celle du milieu comme modulable manuellement et celle de droite comme modulable automatiquement

Une fois le cas de la parcelle bien identifié, on peut utiliser une des deux solutions existantes pour disséminer les intrants : le N-sensor et la modulation par satellite

  • Le N-sensor est un appareil produit par l’entreprise YARA qui se fixe en haut de la cabine et qui est doté de capteurs optiques placés de chaque côté de la barre évaluant la biomasse et la teneur en chlorophylle du couvert végétale en temps réel lorsque le tracteur se déplace.
nsensor

N-sensor

ntester-pict2

Le N-tester affiche le besoin en azote d’une feuille

Pour bien utiliser le N-sensor, la première étape consiste à estimer les besoins azotés de la culture grâce à un outil de diagnostic. Le N-tester est actuellement le modèle le plus vendu et il utilise le principe de la transmittance en analysant le spectre des rayons électromagnétiques traversant la feuille. Ces mesures doivent être réalisées dans une zone représentative de la parcelle, sur une longueur d’environ 50 m. Le N-Sensor est ensuite calibré sur cette zone qui indique globalement la dose moyenne à apporter. Il va alors moduler l’apport d’azote en fonction de l’hétérogénéité rencontrée dans la parcelle. Il suffira alors à l’agriculteur de parcourir l’intégralité de sa parcelle et le N-sensor se chargera d’apporter la bonne quantité d’intrant. Un des défauts du N-sensor réside dans le fait que l’on ne peut pas savoir à l’avance si la parcelle vaut la peine d’être modulée ou pas, à moins de faire des analyses supplémentaires.

La deuxième méthode est la plus utilisée par les agriculteurs et utilise la fonction GPS.

  • Pour le cas de la modulation manuelle, l’agriculteur parcourt sa parcelle en changeant les doses en fonction de la carte de préconisation obtenue via les observations des drones/satellites. Il la visualise sur un écran lié à un GPS, ce qui lui permet de voir son tracteur se déplacer dans la parcelle. Il pourra ensuite lui-même modifier la dose sur le boîtier de l’épandeur. Cependant, c’est seulement une dose approchant les besoins de la plante qui est épandue. Il y a également un grand risque d’erreur humaine dans le cas d’un oubli de changement de dosage par exemple.
  • Pour le cas de la modulation automatique, le GPS a la même fonction que pour la modulation manuelle : localiser le tracteur sur la carte de préconisation (visible par l’agriculteur via un écran). Le boîtier gèrant la carte de préconisation envoie au boitier de l’épandeur le dosage à appliquer. Celui-ci va ouvrir ou fermer les trappes en fonction de la dose à appliquer. Compte tenu de la lecture automatique de la carte de préconisation, les erreurs sont limitées, sauf en cas de problème sur la carte de préconisation elle même. Cette solution a également l’intérêt de permettre de vérifier les doses réellement épandues sur la parcelle grâce à la carte de retour fabriqué par le boitier d’épandage.

capture-decran_2017-02-15_22-44-25schema

Pour chacune de ces deux méthodes, le gain de rendement est proportionnel à l’hétérogénéité de la parcelle. En effet, comme dit précédemment, plus la surface à moduler est variable, plus la modulation présente de l’intérêt. La modulation de l’apport d’azote sur du blé peut apporter un gain de rendement maximum de 3 q/ha* dans les parcelles les plus hétérogènes. Une étude réalisée par Farmstar confirme ce raisonnement grâce à ses données recueillies et entreposées dans les deux tableaux ci-dessous :

(*note : en agriculture, l’unité de rendement est souvent noté en quintaux par hectare ou q/ha. 1 quintal est équivalent à 100 kilogrammes et 1 hectare correspond à une surface de 10 000 mètres carrés)

tableauxsatellite

Gain de rendement induis par la modulation de l’apport d’azote via la fonction GPS sur des parcelles d’agriculteurs

tableauxnsensor

Gain de rendement induis par la modulation de l’apport d’azote avec le N-sensor sur des parcelles d’agriculteurs

La modulation des intrants est la partie de l’agriculture de précision qui s’est la plus développée et qui est la plus utilisée par les agriculteurs. Cependant, il faut bien prendre conscience que très peu d’agriculteurs exploitent le potentiel maximal de ces technologies. En effet, le coût d’achat ou de location en effraie beaucoup (18 500 € pour le N-sensor). Ils préfèrent se contenter d’obtenir uniquement la carte de préconisation (peu importe la méthode même si l’utilisation du drone est la plus courante) ou encore réutiliser les cartes de rendements des années passées et moduler les intrants manuellement sans guidage GPS. Actuellement, 80 % des agriculteurs qui sont en lien avec les nouvelles technologies dans l’agriculture n’utilisent pas complètement ces dernières. Il faut également réaliser que les bénéfices économiques de ces méthodes sont limités. Le matériel se rentabilise assez facilement, mais ce n’est pas pour cela que les gains seront extraordinaires, même s’ils seront évidemment augmentés. Il est estimé à environ 10€ de gain l’hectare cultivé, ce qui n’est pas considérable au vue du prix de location du matériel.

Lien vers la suite : https://agriculturedeprecision.wordpress.com/etude_des_sols/

Publicités