Compréhension des effets de la gestion des engrais sur la dynamique de l’eau et de l’azote dans un système de culture de maïs à ensilage avec drainage souterrain au Canada

© 2019, les auteurs et Sa Majesté la Reine du chef du Canada, représentée par la ministre de l’Agriculture et de l’Agroalimentaire du Canada. Une gestion efficace du fumier de bovins laitiers est importante pour réduire au minimum les pertes d’azote des systèmes de culture, maximiser la rentabilité et améliorer la durabilité de l’environnement. Les objectifs de la présente étude étaient (i) d’étalonner et de valider le modèle de dénitrification et de décomposition (DNDC) à l’aide de mesures de la biomasse du maïs à ensilage (Zea mays L.), de l’absorption de N, de la température du sol, du débit de drainage, du lessivage de NO3-, des émissions de N2O et du N minéral du sol dans l’est du Canada; et (ii) d'étudier les effets à long terme de la gestion du fumier en fonction de la variabilité climatique. Les traitements étudiés comprenaient un témoin sans engrais, l'application d'un engrais inorganique et l'application d'amendements de fumier de bovins laitiers (brut et traité par digestion). Dans l’ensemble, le modèle DNDC a démontré une « bonne » performance sur le plan statistique lorsqu’il s’agissait de simuler le rendement et l’absorption de N du maïs à ensilage d’après une erreur quadratique moyenne normalisée (nRMSE) < 10 %, un indice de concordance (d) > 0,9 et un coefficient d'efficacité de Nash-Sutcliffe (NSE) > 0,5. De plus, avec l'inclusion d'un mécanisme de drainage souterrain, le modèle DNDC a permis d’obtenir de « bonnes » prédictions pour le drainage cumulatif (nRMSE < 20 %, d > 0,8 et NSE > 0,5). Le modèle a toutefois sous-estimé le flux de drainage quotidien durant le dégel printanier pour les amendements organiques et inorganiques. Cela a été attribué à une sous-estimation de la température du sol et de la teneur en eau du sol dans des conditions de gel et de dégel fréquents durant l’hiver 2013-2014. Des simulations à long terme en fonction de la variabilité climatique ont indiqué que l’épandage de fumier au printemps entraînait moins de lessivage de NO3- et d’émissions de N2O que l’épandage à l’automne lorsque les taux d'application de fumier étaient gérés en fonction des besoins en N des cultures. Dans l’ensemble, cette étude a permis de mettre en évidence les difficultés qu’il y a à discerner les interactions climatiques à court terme concernant les pertes d’azote induites par les engrais par rapport à la dynamique à long terme dans le cadre de la variabilité climatique.