Optimizing the fertilizer N rates at different irrigation levels for optimum yield of wheat and corn at reduced nitrate leaching losses
Cette étude menée à l'Université d'agriculture de Faisalabad démontre que l'application d'une irrigation optimale (I2) combinée à des taux d'azote élevés (N3) maximise les rendements du blé et du maïs ainsi que les retours économiques tout en réduisant significativement les pertes par lessivage des nitrates par rapport aux traitements supra-optimaux, identifiant ainsi l'I2N3 comme la stratégie de gestion la plus durable pour le système de culture blé-maïs de la région.
Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Imaginez que vous êtes un chef essayant de cuire la miche de pain parfaite. Vous avez deux ingrédients principaux : l'eau et une levure spéciale qui fait lever la pâte. Si vous n'utilisez pas assez d'eau, le pain reste plat et sec. Si vous en versez trop, la pâte devient un amas spongieux qui s'effondre. Il en va de même pour l'engrais azoté, qui agit comme cette levure spéciale pour les plantes, les aidant à pousser en hauteur et à produire du grain. Mais voici la partie délicate : si vous versez trop de cette « levure végétale », l'excédent ne reste pas simplement là ; il traverse le sol et pollue les eaux souterraines en dessous, transformant l'eau propre en une soupe chimique. C'est un problème majeur pour les agriculteurs qui veulent nourrir le monde sans empoisonner la réserve d'eau. Les scientifiques appellent cela le « lessivage des nitrates », et c'est comme regarder votre assaisonnement coûteux s'écouler dans l'évier pendant que votre soupe devient trop salée. La grande question est la suivante : pouvons-nous trouver la quantité exacte de « Goldilocks » (ni trop, ni trop peu) d'eau et d'engrais qui fait pousser les cultures de manière impressionnante sans gaspiller d'argent ou ruiner l'environnement ?
C'est exactement ce qu'une équipe de chercheurs s'est proposé de résoudre dans un champ au Pakistan, où ils ont fait pousser du blé et du maïs dans un cycle perpétuel. Ils ont traité les cultures comme des sujets d'expérience dans une immense expérience scientifique, en leur donnant différents « régimes » d'eau et d'engrais. Certains parcelles recevaient un peu de tout (le régime « sous-optimal »), certaines la quantité parfaite (le régime « optimal »), et d'autres bien trop de nourriture (le régime « supra-optimal »). Ils ont même utilisé un modèle informatique de haute technologie appelé HYDRUS-1D, qui agit comme une boule de cristal virtuelle, pour simuler comment l'eau et l'engrais se déplacent à travers le sol, et ils ont installé des pailles spéciales profondément sous terre pour capturer les produits chimiques qui fuient.
Les résultats étaient un peu comme trouver une recette secrète qui sauve la mise. Les chercheurs ont découvert que donner aux cultures la quantité maximale d'eau et d'engrais (le niveau « supra-optimal ») produisait effectivement les plantes les plus grandes et le plus de grains. Cependant, c'était aussi le plus gaspilleur. Cela a provoqué un inondage massif de nitrates s'infiltrant dans les eaux souterraines — environ 28 % de plus que le traitement d'eau « optimal » — et cela rendait en fait l'utilisation de l'eau moins efficace. C'est comme verser un jet d'eau sur une plante en pot ; la plante sera peut-être un peu plus grande, mais vous êtes en train de noyer ses racines et de gaspiller de l'eau.
Le véritable héros de l'histoire s'est avéré être le niveau d'eau « optimal » combiné à une quantité élevée d'engrais. Lorsque les agriculteurs utilisaient une quantité modérée d'eau (400 mm pour le blé et 525 mm pour le maïs) tout en maintenant l'engrais élevé, les cultures poussaient tout aussi haut et produisaient un rendement en grains statistiquement indiscernable de celles qui avaient reçu l'excès d'eau. En fait, la différence de rendement en grains était si faible qu'elle n'avait aucune importance dans l'ensemble. Mais le bénéfice environnemental était énorme : ce « point idéal » a réduit le lessivage des nitrates de près de 29 % par rapport au traitement à rendement maximal (qui utilisait l'eau maximale). De plus, cela permettait d'économiser de l'argent, offrant aux agriculteurs le meilleur retour sur leur investissement.
L'étude a également mis au jour un coupable sournois : la période de « jachère ». Il s'agit du temps entre les récoltes quand le champ reste vide. Les chercheurs ont découvert que pendant la saison des pluies, lorsqu'aucune culture ne poussait, une part importante de nitrate (entre 14 % et 31 %) parvenait tout de même à s'échapper. C'est comme laisser un seau de sucre dehors sous la pluie ; même si vous ne buvez pas le thé, le sucre se dissout et s'écoule quand même.
Alors, quel est l'enseignement ? L'article suggère que les agriculteurs n'ont pas besoin de noyer leurs champs pour obtenir une excellente récolte. En réduisant l'eau juste un peu tout en gardant l'engrais élevé, ils peuvent obtenir le même rendement délicieux tout en gardant les eaux souterraines propres et leurs portefeuilles plus pleins. C'est une situation gagnant-gagnant : les cultures sont heureuses, l'environnement est sûr et l'agriculteur garde plus d'argent dans sa poche. Les auteurs recommandent cette approche équilibrée comme la meilleure façon de cultiver la nourriture de manière durable, tout en notant que des travaux supplémentaires sont nécessaires pour empêcher ce nitrate de s'échapper pendant les mois pluvieux et vides.
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