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28 octobre 2020 12:24

3 novembre 2020 09:36

L'agriculture intensive durable nécessite une utilisation plus efficace de l'azote et une réduction des pertes par lessivage d'azote (N). Pour déterminer si les systèmes d'agriculture biologique ont le potentiel d'y parvenir, une comparaison entre l'agriculture conventionnelle et biologique a été effectuée sur une période de deux ans. Deux rotations de cultures arables biologiques spécialisées gérées différemment (faible intensité en N (Ol), semi-intensive en N (Os)) et une rotation de cultures conventionnelle typique à forte intensité d'azote (Ch) ont été étudiées. L'étude a été réalisée dans des conditions à l'échelle d'une ferme commerciale couvrant près de 400 ha au total (5 à 23 ha de champs) dans une région arable très productive sur des sols fertiles du nord de l'Allemagne. Les pertes par lixiviation d'azote ont été mesurées à l'aide de ventouses en céramique. Deux unités fonctionnelles ont été utilisées comme indicateurs d'éco-efficacité: les pertes d'azote par surface et par unité d'équivalent grain (GE) produite. Les résultats ont révélé que les rotations de cultures agricoles biologiques réduisaient considérablement les charges de lixiviation de nitrate (NO3-N) par zone, avec des pertes (kg NO3 −- N ha-1 a-1) de 22,0 dans Ol, 24,4 dans Os et 35,1 dans Ch. En revanche, lorsque l’unité fonctionnelle «lixiviation de nitrate par équivalent grain» est utilisée comme indicateur de l’éco-efficacité, le système conventionnel aboutit à une diminution de 50% des charges de lixiviation de N par GE. Cela était dû à l'efficacité d'utilisation des terres beaucoup plus élevée du système conventionnel (115 GE ha-1 contre 36 GE ha-1 pour Ol et 38 GE ha-1 pour Os), ce qui a entraîné des pertes par lessivage d'azote (kg NO3-N GE -1) de Ch 0.32 pour Ch, 0.64 pour Ol et 0.66 pour Os. En ce qui concerne le seuil de la directive EU-Nitrate pour l'eau potable de 11,3 mg de NO3-N l-1, toutes les rotations de cultures ont dépassé la charge critique. Pour les différentes cultures principales / séquences de cultures précédentes, la teneur en azote minéral du sol à la fin de la période de végétation et l'absorption de N en automne étaient les meilleurs prédicteurs du lessivage de l'azote, tandis que pour l'effet agrégé sur les différentes rotations culturales au sein d'un système agricole, le N balance était le meilleur descripteur. Compte tenu des charges de lixiviation d'azote, nos résultats montrent que les systèmes agricoles conventionnels et biologiques spécialisés ne satisfont pas aux exigences des normes environnementales données pour la protection de l'eau dans l'UE. Cela suggère que des approches intégrées au-delà de ces systèmes spécialisés sont nécessaires, qui sont basées sur une combinaison équilibrée de fourrages (avec leys de deux ans), de cultures dérobées et de cultures commerciales.

Sustainable intensive agriculture requires enhanced nitrogen use efficiency and reductions in nitrogen (N) leaching losses. To investigate if organic farming systems have potential to achieve this, a comparison between conventional and organic arable farming was carried out over a two-year period. Two differently managed specialized organic arable crop rotations (low N-intensive (Ol), semi-N-intensive (Os)), and a typical N-intensive conventional crop rotation (Ch) were studied. The study was done under commercial farm scale conditions covering close to 400 ha in total (5−23 ha field sizes) in a highly productive arable region on fertile soils in northern Germany. Nitrogen leaching losses were measured using ceramic suction cups. Two functional units were used as indicators for eco-efficiency: N losses per area and per unit of grain equivalent (GE) produced. Results revealed that organic arable crop rotations reduced the nitrate (NO3-N) leaching loads per area significantly, with losses (kg NO3−-N  ha-1 a-1) of 22.0 in Ol, 24.4 in Os and 35.1 in Ch. In contrast, when using the functional unit ‘nitrate leaching per grain equivalent’ as an indicator for eco-efficiency the conventional system resulted in 50 % lower N leaching loads per GE. This was due to the much higher land use efficiency of the conventional system (115 GE ha-1 vs 36 GE ha-1 for Ol and 38 GE ha-1 for Os), which resulted in N leaching losses (kg NO3-N GE-1) of Ch 0.32 for Ch, 0.64 for Ol, and 0.66 for Os. Regarding EU-Nitrate directive threshold for drinking water of 11.3 mg NO3-N l-1, all crop rotations exceeded the critical load. For the various main crop/preceeding crop sequences, the soil mineral N content at the end of the vegetation period and the autumn N uptake were the best predictors for N leaching, whereas for the aggregated effect across the various crop rotations within a farm system the N balance was the best descriptor. Considering N leaching loads our results show that both, specialized arable conventional and organic farming systems fail to meet the requirements of given environmental standards for water protection in the EU. This suggests that integrated approaches beyond such specialised systems are necessary, which are based on a balanced combination of forages (with two year leys), catch crops and cash crops.

None

• AB - Spécifique
• FREDO environnement
• GEO Allemagne
• GEO Europe
• GEO Northern Germany
• nitrate

• arable crop rotation
• nitrate leaching
• on-farm research
• product based n leaching

Agriculture, Ecosystems & Environment

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August 15, 2020

15 août 2020

10.1016/j.agee.2020.106964 Le DOI est une URL unique de référencement d'une publication. Il est donc plus fiable et permanent qu'une URL classique

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