Transplanting date shifts the model-derived P optimum in lowland rice on P-deficient acid soil

Dans les collines humides et gorgées de pluie du Nord-Est de l'Inde, les agriculteurs cultivent le riz dans des champs qui sont souvent inondés d'eau. Cet environnement présente un défi spécifique pour le sol : il est naturellement acide, ce qui signifie qu'il possède un niveau élevé d'acidité qui emprisonne un nutriment vital appelé phosphore. Le phosphore est essentiel pour les plantes ; il aide les racines à croître, transfère l'énergie au sein de la plante et soutient le développement des graines. Dans ces sols acides, le phosphore contenu dans l'engrais est souvent piégé par le fer et l'aluminium, le rendant indisponible pour les plants de riz. C'est pourquoi les agriculteurs de la région se sont traditionnellement appuyés sur une quantité standard de fertilisant phosphoré, de type « taille unique », en supposant que chaque culture de riz nécessite la même dose, quel que soit le moment où elle est plantée.

Cependant, le moment de la plantation est une force puissante en agriculture. Le riz est une culture sensible à la température et à la lumière du soleil. Si un agriculteur plante les semis de riz trop tard dans la saison, la culture peut être confrontée à des températures plus fraîches alors qu'elle tente de former son grain, ce qui peut entraver sa croissance et réduire la récolte. La question que les chercheurs voulaient trancher était de savoir si ce changement de date de plantation modifie également la quantité de phosphore dont le riz a réellement besoin. Si une culture plantée tardivement pousse moins vigoureusement, a-t-elle toujours besoin de la même dose massive d'engrais, ou serait-elle mieux servie avec moins ?

Pour trouver la réponse, une équipe de scientifiques a mené une expérience de deux ans sur une ferme de la région de Meghalaya, en Inde. Ils ont travaillé avec un type spécifique de riz de plaine cultivé sur un sol connu pour être déficient en phosphore. Les chercheurs ont mis en place un test soigneusement contrôlé pour séparer les effets du temps de plantation des autres variables. Ils ont établi quatre pépinières distinctes pour les graines de riz, en les semant à dix jours d'intervalle. Cela a permis de repiquer les semis dans le champ principal à quatre dates différentes : le 3 juillet, le 13 juillet, le 23 juillet et le 2 août. De manière cruciale, ils se sont assurés que chaque semis avait exactement vingt-trois jours au moment de son transfert dans le champ, de sorte que la seule différence entre les groupes était la date calendaire du repiquage.

À chacune de ces dates de repiquage, les chercheurs ont appliqué quatre quantités différentes d'engrais phosphoré : aucune, une faible quantité, une quantité moyenne et une quantité élevée. Ils ont ensuite observé la croissance du riz, mesurant tout, du nombre de tiges remplies de grains au poids du grain récolté. Les résultats étaient clairs et cohérents. À mesure que la date de plantation était retardée du début juillet au début août, les plants de riz produisaient significativement moins. Le rendement en grains a chuté de près de vingt-cinq pour cent, et le poids total de la biomasse végétale a chuté de vingt-trois pour cent. Les plantes avaient moins de tiges productives, des têtes de graines plus petites et moins de grains par tête. Ce déclin s'est produit parce que les cultures plantées plus tard ont passé leur période critique de remplissage du grain par un temps plus frais, ce qui a limité leur capacité à croître et à se remplir.

L'étude a également révélé comment les plantes réagissaient à l'engrais. Lorsque le phosphore était ajouté, le riz poussait mieux, mais seulement jusqu'à un certain point. Les plantes atteignaient leur performance maximale avec une dose moyenne d'engrais. Ajouter encore plus de phosphore au-delà de ce point n'aidait pas ; en fait, cela faisait chuter le rendement à nouveau. Cela suggère qu'il existe un « point idéal » pour l'application d'engrais, et que verser plus que ce que la plante peut utiliser est non seulement une perte, mais peut aussi être contre-productif.

La découverte la plus significative, cependant, fut la façon dont la date de plantation déplaçait ce point idéal. Les chercheurs ont utilisé des modèles statistiques pour calculer la quantité exacte de phosphore qui produirait le rendement le plus élevé pour chaque date de plantation. Pour la date de plantation la plus précoce, début juillet, le modèle indiquait que la quantité idéale de phosphore était d'environ vingt-cinq et demi kilogrammes par hectare. Mais pour la date de plantation la plus tardive, début août, la quantité idéale tombait à un peu moins de vingt-deux kilogrammes par hectare. Cette différence d'environ trois et demi kilogrammes par hectare peut sembler petite, mais elle représente un véritable décalage dans les besoins de la culture. Le riz planté plus tard, qui luttait déjà contre des températures plus fraîches et avait un potentiel de rendement plus faible, ne pouvait tout simplement pas utiliser l'engrais supplémentaire pour créer plus de grains. La capacité de la plante à croître étant limitée par la météo, les nutriments supplémentaires ne pouvaient pas être convertis en nourriture récoltable.

Les chercheurs ont également examiné ce qu'il advient du phosphore à l'intérieur des plantes et dans le sol après la récolte. Ils ont constaté que les cultures plantées plus tard absorbaient nettement moins de phosphore du sol, même si le sol contenait encore de nombreux nutriments disponibles. Cela a confirmé que le problème n'était pas un manque de fertilisant dans le sol, mais plutôt une capacité réduite de la culture tardive à l'absorber et à l'utiliser. Le sol laissé derrière les plants de riz tardifs contenait plus de phosphore non utilisé que le sol de la récolte précoce, prouvant davantage que la demande de la culture avait diminué.

Ces conclusions remettent en question l'idée qu'une recommandation unique de fertilisant puisse fonctionner pour chaque période de plantation. Bien que l'étude montre que retarder la date de plantation réduit la quantité optimale de phosphore nécessaire, les chercheurs précisent qu'il s'agit d'un résultat spécifique à un lieu et à un type de riz. La différence dans la quantité idéale de fertilisant était relativement faible par rapport aux étapes entre les doses testées. Par conséquent, bien que les données prouvent que le temps de plantation modifie la façon dont le riz répond à l'engrais, les scientifiques affirment que les agriculteurs ne devraient pas immédiatement changer leurs pratiques sur la base de cette seule étude. Au contraire, ces résultats suggèrent que les futures recommandations de fertilisation pourraient être affinées pour tenir compte des dates de plantation, mais que des tests supplémentaires avec des ajustements plus précis sont nécessaires pour en être certain. Pour l'instant, l'étude constitue une démonstration claire que le moment du démarrage d'une culture peut fondamentalement altérer sa relation avec les nutriments du sol.