Influence des successions culturales sur la qualité de l’eau

Les successions culturales ont une influence sur la qualité des eaux souterraines. C’est aussi le cas des différents modes de gestion de l’azote sur les parcelles comme la fertilisation raisonnée et les interventions culturales mises en œuvre. L’impact s’explique par l’importance relative des intercultures de la rotation et par les différentes aptitudes des cultures à prélever le nitrate.

Mais certaines successions culturales mènent difficilement à une faible teneur en nitrate lessivable. Parfois, une modification des rotations est envisageable, néamoins lorsque ce n’est pas possible pour des raisons économiques, régionales ou phytotechniques, une solution existe. Elle consiste à réduire la période de sol nu, propice au lessivage d’azote, lors de l’interculture grâce à l’implantation d’une culture intermédiaire piège à nitrate (CIPAN).

Risques pour la qualité de l’eau en fonction des cultures en considérant une fertilisation raisonnée

Risques de lessivage de l’azote liés aux principales successions culturales

Ce tableau ne tient pas compte des apports organiques éventuels et suppose que les fertilisations sont raisonnées.

Voici plus de détails sur chacune des cultures.

Cultures de rente

Légumes : Indépendamment des fertilisations appliquées, l’introduction de certaines cultures légumières (pois, épinard, haricot, etc.) dans une rotation induit une augmentation conséquente des quantités de nitrate susceptible d’être lessivé. Ceci s’explique essentiellement par :

Leur enracinement peu profond (de l’ordre de 60 cm) ;
Leur cycle de développement généralement court (moins de deux mois pour l’épinard et moins de 3 mois pour le haricot) ;
L’azote issu de la minéralisation de leurs résidus restant au sol après la récolte ;
L’azote directement fixé dans le cas des légumineuses.

Le risque pour la qualité de l’eau est d’autant plus grand lorsqu’il s’agit d’une double culture légumière (exemple : pois-haricot). Dans ce cas, il est vivement recommandé de faire réaliser un profil d’azote avant l’implantation de la seconde culture.
De plus, même si une culture d’hiver est semée après une légumineuse, celle-ci ne pourra récupérer qu’une faible partie du reliquat en raison de la lenteur de son implantation. L’azote ainsi lessivé en automne se retrouve rapidement hors de la zone intensivement explorée par les racines. En conséquence, il est obligatoire de semer une interculture courte après une culture de pois récoltée avant le 1/08 et suivi par une culture de froment.

Colza : Bien que le colza prélève correctement l’azote, cette culture laisse des reliquats importants en arrière-saison. Le risque est surtout lié aux restitutions importantes de la culture (minéralisation des résidus) et à la précocité de la récolte. L’implantation d’une CIPAN, ou éventuellement les repousses de colza, peuvent éviter le lessivage du nitrate avant la mise en place de la culture suivante, surtout dans le cas d’une culture de printemps qui suit le colza. Si le colza est implanté tôt à la fin de l’été, il permet de récupérer rapidement l’azote disponible laissé par la culture précédente. Il est donc intéressant de l’implanter après une culture à reliquat élevé récoltée ou détruite tôt (pois de conserverie, luzerne, prairie temporaire, etc.), plutôt qu’un froment qui prélèvera peu l’azote présent dans le sol en période automnale.

Betterave : Grâce à un système racinaire très développé et une longue période de prélèvement, les betteraves sucrières et fourragères sont en mesure d’utiliser efficacement l’azote minéral du sol. Cette forte capacité d’absorption d’azote se traduit, lorsque la fertilisation est raisonnée, par des faibles reliquats en fin de culture et des risques réduits de pertes par lessivage. Toutefois, si la récolte est précoce (les 1ers arrachages commencent tôt), la minéralisation des verts de betteraves peut faire augmenter rapidement le reliquat azoté en cours de campagne APL. Ceci sera d’autant plus marqué que le développement foliaire est important, signe d’une fertilisation éventuellement excédentaire (consommation de luxe).

Associées à des fertilisations raisonnées et à d’autres cultures avec un faible impact sur la qualité de l’eau, comme les céréales suivies d’une CIPAN, les successions culturales intégrant des betteraves permettent d’avoir des eaux de percolation respectueuses de la norme de potabilité en nitrate.

Pomme de terre : Il convient, dans la mesure du possible, de faire suivre la pomme de terre par un froment même si le prélèvement en automne par le froment sera faible. En général, au vu des dates de récolte tardives, il est difficile d’implanter une CIPAN après la pomme de terre. Toutefois, si la culture suivante est une culture de printemps, il est conseillé d’implanter un seigle pour le 15 octobre.

Céréales : Après la récolte d’une céréale suivie d’une culture de printemps, l’implantation d’une CIPAN avant le 15 septembre s’avère la meilleure solution pour garantir des quantités de nitrate acceptables dans les eaux. L’implantation du colza après une céréale permettra également de prélever efficacement le reliquat d’azote laissé par la culture précédente et l’azote minéralisé pendant l’arrière-saison.

Cultures fourragères

Prairie permanente : Suite à la destruction d’une prairie permanente, outre le respect de la législation, il est essentiel de valoriser au mieux la quantité importante d’azote libéré par une succession culturale judicieuse.
Les deux éléments déterminants de la quantité d’azote libéré après destruction sont par ordre d’importance : l’âge de la prairie et son mode d’exploitation. Les quantités les plus élevées ont été mesurées après retournement de vieilles prairies pâturées.

La législation autorise l’apport d’azote minéral une année après retournement. Cet apport n’est pas toujours nécessaire. En effet, d’après une étude réalisée par le CIPF et l’UCL, malgré un respect strict des périodes d’épandage et des quantités épandues, la destruction d’une prairie peut régulièrement entraîner des résultats d’APL non conformes jusqu’à deux ans après la destruction. C’est pourquoi il est vivement recommandé de raisonner sa fertilisation sur base d’analyses de reliquats azotés de votre parcelle.
Lors de la destruction d’une ancienne prairie, il convient idéalement de faire suivre la prairie par une culture prélevant bien l’azote telle que le ray-grass d’Italie non-fertilisé, ou éventuellement une betterave sucrière ou fourragère. La réalisation d’un profil d’azote avant semis de la culture suivante est conseillée. La culture suivante ou le re-semis d’une prairie doit être effectué rapidement après la destruction (maximum 1 mois). Le pic de besoin en azote doit correspondre au mieux avec le pic de minéralisation et la durée de prélèvement doit être la plus longue possible.

Prairie temporaire : De façon générale, intercaler une prairie temporaire dans la rotation est intéressant pour limiter le lessivage du nitrate. Les valeurs d’azote potentiellement lessivable sont habituellement faibles (inférieures à 30 kg N-NO3/ ha/30 cm) principalement en raison de :

La couverture continue du sol (avec un couvert actif pendant 8 à 10 mois par an) ;
Les exportations importantes d’azote dans le fourrage récolté ;
La réduction des intrants azotés par l’association des graminées et des légumineuses

En cas de destruction des prairies temporaires, la minéralisation de la matière organique doit être correctement valorisée par les cultures suivantes comme dans le cas d’un retournement de prairie permanente, mais dans une moindre proportion en raison de la plus faible teneur en humus des sols des prairies temporaires.

Maïs ensilage : Pour diminuer autant que possible les pertes d’azote par lessivage et les risques de ruissellement, il convient de couvrir le sol après la récolte du maïs avec une culture d’hiver ou un seigle, à condition que ce dernier puisse être implanté le plus tôt possible et au plus tard le 15 octobre. Une alternative au semis en interculture est la réalisation d’un sous-semis d’un ray-grass d’Italie au stade 6-8 feuilles du maïs, éventuellement combiné à un binage de l’interligne.

Dans le cas d’une monoculture de maïs, pour limiter le lessivage, il peut être intéressant d’insérer une prairie temporaire dans la rotation à condition que ce ne soit pas au détriment des prairies permanentes.

Luzerne : La luzerne est une culture pluriannuelle qui, comme une prairie temporaire, présente de faibles reliquats azotés pendant sa culture, mais qui a la capacité de satisfaire à ses propres besoins en azote grâce à la fixation symbiotique. Il faut par contre être attentif à la libération importante d’azote après sa destruction. En effet, la minéralisation du sol et des résidus de cultures entraine une augmentation rapide du reliquat d’azote minéral. Il convient donc soit de détruire la luzerne tôt et de semer rapidement une CIPAN ou un colza afin d’absorber rapidement l’azote en quantité importante, soit de la détruire au printemps suivant pour éviter la minéralisation hivernale des résidus.

Comme pour les prairies, le surplus d’azote minéral disponible est présent pendant plus d’un an après la destruction de la luzerne. Il est donc intéressant de couvrir le sol en permanence et d’éventuellement effectuer des analyses de reliquats pour piloter la fertilisation de la culture suivante.

Source :

https://protecteau.be/resources/shared/publications/fiches-techniques/APL/PE_7.4_ImpactSuccessionCulturale(20.11).pdf