Risk assessment of additional nitrate leaching under catch crops fertilized with pig slurry after harvest of winter cereals

Type de document
journalArticle
Langue source
Anglais
Titre français
Évaluation des risques de lixiviation supplémentaire de nitrates dans les cultures dérobées fertilisées avec du lisier de porc après la récolte des céréales d'hiver
Titre anglais
Risk assessment of additional nitrate leaching under catch crops fertilized with pig slurry after harvest of winter cereals
Auteur(s)
  • DE WAELE Jeroen
  • VANDECASTEELE Bart
  • ELSEN Annemie
  • HAESAERT Geert
  • WITTOUCK Daniël
  • HOREMANS Dorien
  • ZERSSA Gebeyanesh Worku
  • DE NEVE Stefaan
Editeur(s)
Autre(s)
Id
PSMTNXKU
Version
2149
Date ajout
28 octobre 2020 12:25
Date modification
3 novembre 2020 15:21
Résumé français
Les cultures dérobées peuvent réduire fortement le lessivage des nitrates en automne et en hiver dans les climats tempérés. Les autorités visent donc à inciter les agriculteurs à placer des cultures dérobées dans leurs rotations en leur permettant d'appliquer plus d'azote (N) dans leurs champs. En outre, certaines réglementations permettent de fertiliser les cultures dérobées après la récolte de certaines cultures telles que les céréales d'hiver, même si les cultures dérobées sont semées à la fin de l'été. Certains agriculteurs affirment que cette pratique est essentielle pour un bon développement de la culture dérobée. Cependant, on ne sait pas si cette fertilisation estivale pour les cultures dérobées pourrait entraîner un lessivage supplémentaire des nitrates, par rapport au lessivage des nitrates dans les cultures dérobées non fertilisées. Nous avons donc conçu des expériences sur le terrain comprenant quatre espèces de cultures dérobées différentes, chacune d'elles semée après récolte de céréales d'hiver à deux dates différentes, et chacune recevant deux doses différentes de lisier de porc ou ne recevant aucun engrais. Des expériences ont été installées sur des sites avec différentes textures de sol dans le nord de la Belgique. Sur la base des résultats de l'absorption de N et N minéral dans le sol, nous avons évalué le risque de lixiviation supplémentaire des nitrates causée par la fertilisation des cultures dérobées. Nous avons constaté que l'absorption apparente de N libéré par le lisier de porc était plutôt limitée mais suffisante pour éviter une lixiviation supplémentaire des nitrates sur les sols sableux, principalement en raison de l'immobilisation supplémentaire de l'azote appliqué lors de la minéralisation des résidus de céréales. Il est essentiel de mentionner les conditions limites que nous avons trouvées adéquates à partir de nos résultats: les cultures dérobées devaient être semées dans de bonnes conditions avant septembre et ne pouvaient recevoir que la plus petite dose de lisier de porc, qui était d'environ 60 kg N ha − 1. Sur les sols limoneux, cependant, nous avons trouvé, même dans ces conditions, quelques indications de petites quantités de lessivage supplémentaire de nitrate. La fertilisation ne semblant pas obligatoire pour développer une culture dérobée fonctionnant efficacement et comme il n'y avait aucune indication de réduction des pertes de nitrate due à cette pratique, nous préférerions décourager la fertilisation des cultures dérobées pour exclure tout risque environnemental. Cependant, la fertilisation a considérablement augmenté le rendement des cultures dérobées, de sorte que la décision de fertiliser ou non peut également être considérée comme un compromis entre des quantités mineures de lixiviation supplémentaire des nitrates et des effets accrus liés à la biomasse, tels que l'apport supplémentaire de carbone organique dans le sol.
Résumé anglais
Catch crops may strongly reduce nitrate leaching during autumn and winter in temperate climates. Authorities therefore aim to stimulate farmers to place catch crops in their rotations by allowing them to apply more nitrogen (N) to their fields. Furthermore, some regulations make it possible to fertilize catch crops after harvest of specific crops such as winter cereals, even if catch crops are sown during late summer. Some farmers claim that this practice is essential for a good development of the catch crop. However, it is not sure whether this summer fertilization to catch crops could result in any additional nitrate leaching, compared to nitrate leaching under non-fertilized catch crops. We therefore designed field experiments including four different catch crop species, each of them sown after harvest of winter cereals at two different dates, and each of them receiving two different doses of pig slurry or receiving no fertilizer at all. Experiments were installed on sites with different soil textures in northern Belgium. Based on the results of soil mineral N and N uptake, we assessed the risk of additional nitrate leaching caused by fertilization of catch crops. We found that the apparent uptake of N released from pig slurry was rather limited but sufficient to avoid additional nitrate leaching on sandy soils, mainly due to supplementary immobilization of the applied N occurring during mineralization of the cereal crop residues. It is critical to mention the limiting conditions that we found to be adequate from our results: catch crops were to be sown in good circumstances before September and could only receive the smallest dose of pig slurry, which was approximately 60 kg N ha−1. On silty soils, however, we found even under these conditions a few indications of small amounts of additional nitrate leaching. As fertilization did not seem mandatory to develop an effectively functioning catch crop and as there was no indication of reduced nitrate losses due to this practice, we would rather discourage fertilization of catch crops to exclude any environmental risk. However, fertilization significantly increased the catch crop yield, so the decision to fertilize or not may also be seen as a trade-off between minor amounts of additional nitrate leaching and enhanced biomass-related effects, such as the additional input of organic carbon into the soil.
Note
None
CRAW tags
  • AB - Utile à l'AB
  • FREDO fertilisation
  • PRODUIT céréales
  • azote
  • culture dérobée
  • lisier
  • nitrate leaching
  • porc
  • soil mineral nitrogen
  • summer fertilization
WEB tags
  • cereal residues
  • immobilization
  • roots
  • sowing date
  • temperature sum
Titre de la publication
Agriculture, Ecosystems & Environment
Volume
304
Pages
107113
Date caractères
December 1, 2020
Date publication
1 décembre 2020
Doi
10.1016/j.agee.2020.107113 Le DOI est une URL unique de référencement d'une publication. Il est donc plus fiable et permanent qu'une URL classique
Issn
0167-8809 L’ISSN est un code de 8 chiffres servant à identifier les journaux, revues, magazines, périodiques de toute nature et sur tous supports, papier comme électronique.