Base de données des reliquats azotés de printemps 2010 dans les … · 2019. 1. 24. · Unité de Science du Sol GRENeRA Base de données des reliquats azotés de printemps 2010

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Base de données des reliquats azotés de

printemps 2010 dans les sols de Wallonie :

- Aide pour un conseil de fertilisation idoine - Évolution au cours de l’hiver 2009-2010

Dossier GRENeRA 10-04 1/20

Ce document doit être cité de la manière suivante :

Vandenberghe C., Benoit J., Marcoen J.M., 2010. Base de données des reliquats azotés de printemps 2010 dans les sols de Wallonie : aide pour un conseil de fertilisation idoine et évolution au cours de l’hiver 2009-2010. Dossier GRENeRA 10-04 20 p.. In Lambert R., Marcoen J.M., De Toffoli M., Vandenberghe C., Imbrecht O., Benoit J., Deneufbourg M., 2011. Programme de gestion durable de l’azote en agriculture wallonne – Rapport d’activités annuel intermédiaire 2010 des membres scientifiques de la Structure d’encadrement Nitrawal. Université catholique de Louvain et Université de Liège Gembloux Agro-Bio Tech, 62p. + annexes

Table des matières 1. INTRODUCTION............................................................................................................................3 2. DESCRIPTION DE LA BASE DE DONNEES ............................................................................4

2.1. ENCODAGE DES OBSERVATIONS.................................................................................................4 2.2. SYNTHESE OU REQUETE DES INFORMATIONS.............................................................................5

3. SYNTHESE ET ANALYSE DES RESULTATS ..........................................................................7 3.1. DISTRIBUTION SPATIALE DES MESURES DE RELIQUAT AZOTE ...................................................7 3.2. DISTRIBUTION DES PRECEDENTS................................................................................................8 3.3. EFFET DU PRECEDENT ................................................................................................................9 3.4. EFFET DE L’ENGRAIS DE FERME ...............................................................................................10 3.5. EFFET DE LA CIPAN ................................................................................................................10 3.6. ENSEIGNEMENTS ......................................................................................................................11

4. EVOLUTION DE LA CONCENTRATION EN AZOTE NITRIQUE DU SOL AU COURS DE L’HIVER 2009-2010........................................................................................................................12

4.1. INTRODUCTION.........................................................................................................................12 4.2. RESULTATS...............................................................................................................................12

4.2.1. Entrée d’hiver ..................................................................................................................12 4.2.2. Sortie d’hiver ...................................................................................................................15

4.3. EVOLUTION ..............................................................................................................................17 4.3.1. Région sablo-limoneuse ...................................................................................................17 4.3.2. Région limoneuse .............................................................................................................18 4.3.3. Condroz............................................................................................................................19

4.4. ENSEIGNEMENTS ......................................................................................................................19 5. CONCLUSIONS ............................................................................................................................20

2/20 Dossier GRENeRA 10-04

1. Introduction Les conseils de fertilisation azotée pour les cultures semées/plantées au printemps sont réalisés sur base de la connaissance d’un reliquat azoté dans la parcelle (Rapport d’activités annuel intermédiaire 2009 – Dossier GRENeRA 09-01).

Nitrawal asbl a, entre autres, pour mission d’accompagner les agriculteurs qui en font la demande dans leurs calculs de fertilisation azotée.

Etant donné qu’il n’est pas possible, pour des raisons financières et techniques, de réaliser une mesure de reliquat azoté dans chaque parcelle devant faire l’objet d’un conseil de fertilisation, il est indispensable de disposer de valeurs moyennes dans différents contextes.

Nitrawal asbl, GRENeRA (GxABT) et l’UCL font réaliser chaque année plusieurs centaines de mesures de reliquat azoté dans les sols au printemps. Cette information est (1) enregistrée dans une base de données temporaire par les trois organismes précités, (2) transférée à GRENeRA pour (3) être contrôlée et implémentée dans une base de données mise à jour. Celle-ci est (4) ensuite placée sur un serveur web pour être accessible à Nitrawal afin de (5) permettre aux conseillers de pouvoir établir des conseils de fumure dans des parcelles sans avoir de mesure de reliquat azoté (Figure 1).

Figure 1. Méthodologie de constitution de la base de données

1 2 3 4 5

Encodage Transfert Contrôle & fusion Transfert de la Utilisation mise à jour pour conseils

En 2010, cette base de données a permis de donner des conseils de fertilisation dans une partie des parcelles conseillées dans les 291 exploitations agricoles encadrées par Nitrawal asbl.

L’analyse de ces données permet d’évaluer l’effet de la région agricole, du précédent, de l’apport d’engrais de ferme ou de la CIPAN sur le reliquat azoté au printemps (§ 2. à § 4.).

Par ailleurs, il apparaît intéressant de comparer les reliquats azotés mesurés en entrée d’hiver (à l’occasion du contrôle APL) et ceux, décrits ci-dessus, observés en sortie d’hiver en vue d’évaluer la diminution du contenu en azote nitrique dans la couche de sol 0-90 cm au cours de l’hiver 2009-2010 (§ 5).


2. Description de la base de données La base de données développée par GRENeRA a deux objectifs :

- permettre l’encodage des observations et

- offrir une synthèse automatique des résultats et un outil de requête spécifique.

Cette base de données est utilisée par Nitrawal pour élaborer des conseils de fertilisation idoines. Elle offre ainsi une information « moyenne » dans différents contextes et permet également aux conseillers d’appréhender la dispersion des observations réalisées dans des situations bien spécifiques.

2.1. Encodage des observations Les conseils de fertilisation sont réalisés avec, entre autres, la connaissance d’informations telles que : - la région agricole, - la culture précédente, - la présence d’une CIPAN, - l’application d’engrais de ferme (y compris type et période).

Ces informations doivent donc forcément accompagner une valeur de reliquat azoté pour qu’une moyenne puisse être établie dans chaque contexte. Le formulaire d’encodage suivant (Figure 2) a donc été créé.

Figure 2. Ecran d'encodage d'un reliquat de printemps

Comme l’illustre cette figure, 505 valeurs ont été encodées dans cette base de données en 2010. Les ‘fournisseurs’ d’informations sont Nitrawal asbl (82%), GRENeRA (12%) et l’UCL (8%).

Au fur et à mesure des encodages dans la base de données, celle-ci est mise à disposition des conseillers Nitrawal. Ainsi, 16 mises à jour ont été communiquées entre le 17 février et le 29 avril 2010.


2.2. Synthèse ou requête des informations L’utilisateur a le choix entre générer une synthèse complète des observations (document de 59 pages) dont sont extraits ci-dessous (Figure 3), à titre d’exemple, les résultats des analyses réalisées en Famenne dans le précédent ‘céréales pailles enlevées’.

Figure 3. Résultats des analyses en Famenne avec précédent « céréales pailles enlevées »

L’utilisateur peut également recourir à un écran de requête illustré (Figure 4) pour spécifier lui-même les options recherchées.


Figure 4. Requête



3. Synthèse et analyse des résultats

3.1. Distribution spatiale des mesures de reliquat azoté De façon assez logique, les analyses de reliquat azoté dans le sol sont principalement réalisées en zone vulnérable, c’est-à-dire en région limoneuse (sèche et humide), sablo-limoneuse et en Condroz (Figure 5).

Limoneuse sèche; 347

Condroz; 73Sablo

limoneuse; 39

Ardenne; 1

Famenne; 16

Limoneuse humide; 23

Herbagère liégeoise; 6

Figure 5. Distribution spatiale des mesures de reliquat azoté

3.2.

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L’effectif non-négligeable de parcelles ayant fait l’objet d’une mesure de reliquat azoté au printemps après culture de betterave, de maïs fourrager ou de pomme de terre indique que dans la plupart de ces situations, les parcelles concernées sont destinées à recevoir une culture de printemps puisqu’il n’y a pas de promotion d’analyse de sol dans le cas du raisonnement de la fertilisation d’une céréales semées après ces cultures.

3.3. Effet du précédent La Figure 7 illustre l’influence de la culture précédente (récoltée en 2009) sur le reliquat azoté au printemps 2010. L’analyse sur le précédent ‘Céréales1’ ne peut être menée à ce stade car ces parcelles recèlent une grande diversité de situations (présence ou absence de CIPAN, apport ou non d’un engrais de ferme (type, période d’apport)).

Les reliquats azotés les plus élevés sont logiquement observés (par ordre décroissant) dans les précédents ‘légumineuse’, ‘légume’ à égalité avec le ‘maïs grain’ et au final ‘pomme de terre’. A l’opposé, le ‘colza (culture en place)’ et le ‘ray-grass (moins de 18 mois)’ laissent, de façon attendue (puisque la culture est en place depuis l’automne qui précède), un reliquat azoté très faible.

Ray-g

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Pomme d

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100

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Précédent

Rel

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0-60

cm (

kg N

-NO

3/ha

)

Boxplot of Reliquat 0-60

Figure 7. Distribution du reliquat azoté en fonction du précédent

1 pailles enfouies : 14 observations pailles enlevées : 259 observations

3.4. Effet de l’engrais de ferme Pour étudier l’existence d’un éventuel effet de l’engrais de ferme, seule les parcelles de céréales (pailles récoltées) ont été conservées. Il est à noter que toutes ces parcelles ont été semées d’une CIPAN au cours de l’interculture mais que le développement de celle-ci n’est pas renseigné et donc pas pris en considération comme variable explicative.

La date d’apport (été-automne ou hiver-printemps) est prise en considération.

De manière générale (Figure 8), la dispersion des résultats est relativement faible à l’exception des fientes (9 observations) apportées en été-automne. Cet engrais de ferme est généralement très riche en azote et devrait donc être apporté en quantité (tonne de matière fraîche/ha) limitée. La grande variabilité des résultats observés après apport de fientes semble donc indiquer que les quantités ne sont pas toujours maîtrisées. Dans ce cas de figure, le reliquat azoté est principalement situé dans le couche de sol 0-60 cm.

Un constat similaire est réalisé pour le lisier apporté en sortie d’hiver. Dans ce cas de figure, le reliquat azoté est principalement situé dans la couche de sol 0-30 cm.

Effluent

Période

Lisier

Fumier

Fiente

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Compo

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cm (

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) Boxplot of Reliquat 0-60

Figure 8. Influence de l'engrais de ferme sur le reliquat azoté au printemps

En ce qui concerne les parcelles ayant reçu du fumier, on observe que le reliquat azoté disponible au printemps est plus important lorsque l’apport est réalisé en été-automne (102 observations) par rapport à des situations d’apport de fumier en sortie d’hiver (12 observations).

3.5. Effet de la CIPAN L’analyse des résultats sous l’angle de la CIPAN a été réalisée à partir des observations faites dans les parcelles de céréales (pailles enlevées). Le critère « apport d’engrais de ferme » a également été pris en compte : absence ou apport (été – automne).


Les résultats (Figure 9) indiquent que les CIPAN influencent le reliquat azoté de manière positive en présence d’engrais de ferme appliqué en été-automne (deux boxplots de gauche) ou en l’absence d’apport d’engrais de ferme (deux boxplots de droite).

A noter les quelques occurrences « application d’engrais de ferme en automne & absence de CIPAN » (3ème boxplot) qui sont soit une pratique hors PGDA, soit une succession céréale – céréale.

PériodeCIPAN

non-concernéHiver-printempsEté-automneouinonouinonouinon

120

100

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60

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0

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)

Boxplot of Reliquat 0-60

Figure 9. Influence de la CIPAN sur le reliquat azoté au printemps

3.6. Enseignements Les quelques 505 observations encodées dans la base de données ont permis de tirer les enseignements suivants :

- dans la grande majorité des cas, le reliquat azoté dans la couche 0-60 cm est de l’ordre de 40 kg N-NO3/ha. La moitié des observations est située dans un intervalle de 15 kg N-NO3/ha autour de cette valeur médiane ;

- les facteurs qui peuvent expliquer un écart par rapport à cet ordre de grandeur sont l’apport de fientes ou de lisier et les précédents légumes, légumineuses et pomme de terre.

Cette analyse de la base de données permet également d’aider le conseiller Nitrawal à choisir avec l’agriculteur les parcelles à faire échantillonner au printemps en vue de mesurer le reliquat azoté. Ainsi, il convient de donner une priorité aux parcelles avec les précédents engendrant un reliquat azoté nettement différent de la valeur moyenne évoquée ci-dessus en ne perdant pas de vue que certaines pratiques (récurrentes ou ponctuelles) peuvent générer des reliquats azotés deux fois plus élevés que la valeur moyenne.


4. Evolution de la concentration en azote nitrique du sol au cours de l’hiver 2009‐2010

4.1. Introduction L’hiver est la saison au cours de laquelle les pertes d’azote nitrique par lixiviation peuvent être les plus importantes car :

- la percolation est importante étant donné que l’évapotranspiration est réduite (peu de couvert végétal, température basse et ensoleillement réduit) et

- la consommation par les plantes (si présentes) est faible.

La disponibilité de données en entrée d’hiver (contrôle APL) et en sortie d’hiver (reliquat de printemps) permet d’évaluer le contenu en azote nitrique du sol jusqu’à 90 cm de profondeur. Un travail a cependant dû être effectué sur les deux bases de données pour pouvoir réaliser cette comparaison :

- suppression des résultats avec un échantillonnage limité à 60 cm (rare en entrée d’hiver, plus fréquent en sortie d’hiver) ;

- simplification et harmonisation des libellés (région agricole, précédent) et

- suppression des résultats associés à des régions agricoles et cultures peu représentées.

Il est important de préciser que la comparaison « entrée d’hiver » - « sortie d’hiver » est réalisée sur des observations qui sont rarement faites dans les mêmes parcelles : les reliquats azotés de printemps ne sont pas spécifiquement mesurés dans les parcelles contrôlées.

La météo au cours de cette hiver a de manière générale été plus froide (diminution de 2°C) et plus humide (augmentation de 20 mm/mois) que la normale (voir Dossier GRENeRA 09-02).

4.2. Résultats

4.2.1. Entrée d’hiver

L’effectif est de 531 parcelles de culture, la médiane des observations est de 46 kg N-NO3/ha (quartile 1 = 23 kg N-NO3/ha quartile 3 = 71 kg N-NO3/ha).

Les parcelles de culture échantillonnées en entrée d’hiver 2009 étaient principalement emblavées en céréales ou maïs (Figure 10).

Par rapport à 2008 (636 parcelles analysées), on observe une évolution positive (d’un point de vue environnemental) du reliquat azoté puisque tant la médiane que les deux quartiles ont diminué de l’ordre de 10 kg N-NO3/ha.


654321

200

150

100

50

0

Classe de précédent cultural

Effe

ctif

Classe Libellé

1

2

3

4

5

6

Betterave

Céréales avec CIPAN

Céréales sans CIPAN

Maïs

Pomme de terre

Colza

Figure 10. Histogramme de la nature des précédents dans les parcelles échantillonnées en entrée d'hiver

Le tableau suivant (Tableau 1) détaille les observations réalisées en entrée d’hiver dans chaque région agricole.

L’effectif réduit de résultats en Condroz et Famenne (généralement, moins d’une dizaine d’observation par culture ne permet pas réellement de tirer des enseignements extrapolables à l’ensemble de ces régions agricoles. Pour la culture de maïs, il apparaît cependant que tant la médiane que le quartile 3 sont nettement supérieurs à ceux observés dans les régions limoneuse ou sablo-limoneuse. Une attention particulière doit donc être donnée à cette culture.

Avec un effectif également très réduit (5 observations en Condroz), on note que le colza présente le niveau (médiane) de reliquat azoté le plus élevé, toutes régions et cultures confondues.

Par contre, les céréales (avec ou sans CIPAN) présentent, en Condroz (pas d’observation en Famenne) des reliquats azotés équivalents voire inférieures à ceux observés en région limoneuse ou sablo-limoneuse.

La région limoneuse présente un reliquat azoté en pomme de terre relativement élevé. Il convient de soutenir les efforts d’encadrement pour cette culture qui occupe une place de plus en plus importante dans le paysage agricole.

Tableau 1. APL 2009 classés par région agricole et par précédent

Condroz Variable Précédent N Q1 Médiane Q3

APL Betterave 1 * 21,000 *

Céréales avec CIPAN 11 9,00 22,91 36,00

Céréales sans CIPAN 13 23,26 36,00 56,50

Colza 5 55,5 93,0 103,5

Maïs 5 46,8 74,0 259,5


Famenne Variable Précédent N Q1 Médiane Q3

APL Céréales avec CIPAN 2 * 38,5 *

Maïs 3 47,0 85,0 126,0

Limoneuse Variable Précédent N Q1 Médiane Q3

APL Betterave 39 16,00 29,00 48,00



Maïs 92 37,20 48,36 62,41

Pomme de terre 33 60,39 85,56 122,80

Sablo-limoneuse Variable Précédent N Q1 Médiane Q3

APL Betterave 6 16,3 26,5 70,0



Maïs 28 40,5 53,5 69,6

Pomme de terre 6 67,9 73,3 135,7


4.2.2. Sortie d’hiver

L’effectif est de 227 parcelles, la médiane des observations est de 47 kg N-NO3/ha (quartile 1 = 32 kg N-NO3/ha quartile 3 = 66 kg N-NO3/ha). Les parcelles échantillonnées en sortie d’hiver (début 2010) étaient principalement emblavées en céréales en 2009 (Figure 11).

654321

140

120

100

80

60

40

20

0

Classe de précédent cultural

Effe

ctif

Classe Libellé

1

2

3

4

5

6

Betterave


Céréales sans CIPAN

Maïs

Pomme de terre

Colza

Figure 11. Histogramme de la nature des précédents dans les parcelles échantillonnées en sortie d'hiver

Ces observations sont inférieures de quelques kg N-NO3/ha par rapport à celles réalisées en 2009.

Le tableau suivant (Tableau 2) détaille les observations réalisées en sortie d’hiver dans chaque région agricole.

L’observation de ce tableau indique que la région limoneuse présente, dans les parcelles occupées par une céréale avec CIPAN, du maïs ou de la pomme de terre l’année précédente, généralement des reliquats azotés plus élevés que dans les autres régions.

Les parcelles avec un précédent maïs présentent des reliquats azotés en sortie d’hiver similaire en Condroz et région limoneuse. Il est bon de noter que le quartile 3 de ces observations en Condroz est nettement supérieur à celui observé en région limoneuse ; pour mémoire, un constat similaire a été fait pour les observations APL 2009 (cf. paragraphe 4.2.1).


Tableau 2. Reliquat azoté du printemps 2010 classés par région agricole et par précédent

Condroz Variable Précédent N Q1 Médiane Q3

Reliquat de printemps Betterave 2 * 24,50 *



Colza 5 16,50 31,00 55,00

Maïs 12 42,75 54,50 81,75

Pomme de terre 1 * 46,000 *

Famenne Variable Précédent N Q1 Médiane Q3

Reliquat de printemps Céréales avec CIPAN 8 22,00 30,00 58,00

Céréales sans CIPAN 1 * 20,000 *

Maïs 3 24,0 60,0 68,0

Limoneuse Variable Précédent N Q1 Médiane Q3

Reliquat de printemps Betterave 25 36,50 46,00 57,50



Colza 6 35,00 40,00 46,00

Maïs 28 39,25 52,50 69,00

Pomme de terre 23 43,00 60,00 77,00

Sablo limoneuse Variable Précédent N Q1 Médiane Q3

Reliquat de printemps Céréales avec CIPAN 11 29,00 38,00 63,00


Maïs 1 * 44,000 *


4.3. Evolution Afin d’assurer la fiabilité de la comparaison, seule les classes de céréales avec CIPAN, maïs et pomme de terre ont été utilisée pour illustrer l’évolution du reliquat azoté au cours de l’hiver.

En effet, la classe de betterave présente un effectif trop réduit, la classe de céréales sans CIPAN comprend, en entrée d’hiver, des parcelles nues, des parcelles suivies d’une céréale ou d’un colza alors qu’en sortie d’hiver, les parcelles de colza sont distinctes des deux autres cas de figure.

4.3.1. Région sablo-limoneuse

La figure suivante indique qu’il n’y a pas d’évolution importante du reliquat azoté au cours de l’hiver pour les céréales avec CIPAN. Pour les autres cultures sélectionnées, l’effectif insuffisant ne permet pas d’établir des tendances.

Précédent

Reliquat de printemps

APL

Pomme de terre

Maïs


Pomme de terre

Maïs


350300250200150100500Reliquat azoté kg N-NO3 (0-90cm)/ha

Sablo-limoneuse

Figure 12. Reliquat azoté (région sablo-limoneuse) en entrée (APL) et sortie (Reliquat de printemps)

d’hiver


4.3.2. Région limoneuse

La figure suivante illustre une diminution de l’amplitude des valeurs de reliquat azoté au cours de l’hiver pour les observations faites dans les parcelles de pomme de terre.

Dans les parcelles de céréales avec CIPAN, la médiane des observations de reliquat azoté a eu tendance à augmenter au cours de l’hiver pour se situer à un niveau comparable à celui du maïs dont la médiane des observations a peu évolué en comparaison à celle établie avec les données APL.

Il faut noter que ces tendances ne sont pas celles observées l’année dernière. Une simple ‘extrapolation’ des APL pour réaliser des conseils de fertilisation idoines ne peut donc être envisagée.

Précédent


APL

Pomme de terre

Maïs


Pomme de terre

Maïs



Limoneuse

Figure 13. Reliquat azoté (région limoneuse) en entrée (APL) et sortie (Reliquat de printemps) d’hiver


4.3.3. Condroz

Tout comme en région limoneuse, la figure suivante illustre une légère augmentation du reliquat azoté mesuré au cours de l’hiver dans les parcelles de céréales avec CIPAN.

Dans les parcelles de maïs, la médiane et l’amplitude des observations ont très fortement diminué au cours de l’hiver

Il faut noter que ces tendances ne sont pas celles observées l’année dernière. Comme annoncé précédemment, une simple ‘extrapolation’ des APL pour réaliser des conseils de fertilisation idoines ne peut donc être envisagée.

Précédent


APL

Pomme de terre

Maïs


Pomme de terre

Maïs



Condroz

Figure 14. Reliquat azoté (Condroz) en entrée (APL) et sortie (Reliquat de printemps) d’hiver

4.4. Enseignements De manière générale, au cours de l’hiver 2009-2010, le reliquat azoté a eu tendance à :

- diminuer dans les situations de précédent maïs ou pomme de terre et

- augmenter dans les contextes de céréales avec CIPAN

Les facteurs explicatifs de ces différences observées entre cultures s’expliquent vraisemblablement par :

− le niveau du reliquat azoté au début de la période de lixiviation (généralement plus faible pour les céréales avec CIPAN et plus élevé pour le maïs et la pomme de terre) et

− l’effet de la CIPAN souvent accompagnée d’un apport de matière organique.



5. Conclusions La base de données développée par GRENeRA a permis de rassembler 505 résultats d’analyses de sol (reliquat de printemps) réalisées en 2010 suite à des commandes de Nitrawal asbl, l’UCL et GRENeRA aux laboratoires provinciaux.

Cette base de données, mise à jour quasiment en temps réel au printemps 2010, a permis aux conseillers Nitrawal de disposer d’informations utiles à l’élaboration de conseils de fertilisation idoines (en l’absence de mesures de reliquat azoté dans les parcelles ayant fait l’objet de ce conseil).

L’analyse de cette base de données a permis de mettre en évidence quelques particularités géographiques ou liées aux pratiques agricoles (culture précédente, matière organique apportée, …). Cette analyse permet ainsi de mieux orienter les conseillers Nitrawal dans le choix des parcelles à faire échantillonner au printemps ; certains contextes présentent en effet des variabilités de résultat assez faibles (d’où une valeur estimée relativement précise) alors que d’autres présentent des variabilités plus élevées rendant plus utiles (voire nécessaire) la mesure d’un reliquat azoté.

La seconde partie du document a permis d’observer le devenir de l’azote nitrique au cours de l’hiver en prenant en compte des paramètres tels que la région agricole et la culture de l’année précédente.

La ‘répétition’ de ce travail au cours des prochaines années permettra d’évaluer l’impact du changement de pratiques agricoles (amélioration des APL) et du climat au cours de l’hiver sur le reliquat en sortie d’hiver.

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