Gestion de la fertilisation azotée en vue d'équilibrer la réduction du risque de verse et l’augmentation du rendement et de la teneur en protéines du blé de printemps

Citation

Wu, W., Ma, B.L., Fan, J.J., Sun, M., Yi, Y., Guo, W.S., Voldeng, H.D. (2019). Management of nitrogen fertilization to balance reducing lodging risk and increasing yield and protein content in spring wheat. Field Crops Research, [online] 241 http://dx.doi.org/10.1016/j.fcr.2019.107584

Résumé en langage clair

L’amélioration continue du rendement et de la qualité des grains de blé pour répondre à la demande croissante de blé due à l’augmentation de la population demeure une priorité. Le rendement du blé et la teneur en protéines des grains dépendent du patrimoine génétique de la plante, des conditions environnementales et des pratiques de gestion des cultures, telles que la gestion des engrais azotés (N), le régime d’irrigation, la date d’ensemencement, la densité d’ensemencement et les pratiques de travail du sol. Parmi ces stratégies, l’application d’engrais azoté est généralement le moyen le plus efficace d'accroître le rendement et la teneur en protéines du grain (%) dans la production de blé. Les applications excessives d’azote ont considérablement réduit l’efficacité d’utilisation de l’azote et ont entraîné une grave contamination de l’environnement en raison d’une importante perte d’azote, notamment par lessivage, volatilisation et dénitrification. Par conséquent, une gestion efficace des engrais azotés est importante pour l’élaboration d’une stratégie durable visant à améliorer le rendement et la qualité des grains tout en causant moins de dommages à l’environnement. Cependant, dans des conditions de rendement élevé, le risque de verse des cultures est souvent accru, ce qui réduit le rendement et la qualité du grain. Les efforts visant à accroître le rendement en grains font en sorte que la verse des cultures est un problème courant, qui est peut-être sous-estimé et qui augmente constamment à mesure que le rendement augmente dans des conditions météorologiques favorables, comme les conditions humides actuelles de l’est du Canada. La verse réduit considérablement la capacité photosynthétique, le transport des glucides et le mouvement des éléments nutritifs et de l’eau à l’intérieur de la plante. La verse des cultures est généralement divisée en deux catégories : verse des tiges et verse des racines. La verse des racines est causée par la défaillance du système d’ancrage des racines dans le sol ou par le déplacement des racines dans le sol en raison de la faible résistance à la flexion des racines coronales, du petit diamètre du cône racinaire dans le sol et d’une faible résistance au cisaillement du sol. Par ailleurs, la verse des tiges est principalement liée aux caractéristiques mécaniques des entre-nœuds de la base. De plus, la verse des tiges et la verse des racines sur le plan de la gestion des engrais azotés peuvent être différentes, et les mécanismes sous-jacents doivent être différenciés. Les objectifs de cette étude étaient les suivants : 1) clarifier les compromis entre le rendement en grains et la résistance à la verse, et évaluer s’il est possible d’atténuer le risque de verse sans nuire au rendement en optimisant la stratégie de fertilisation azotée; 2) déterminer si le blé de printemps présente un risque accru de verse des tiges ou de verse des racines; et 3) déterminer les relations entre la réflectance du couvert (indice de végétation par différence normalisée – lecture de l’IVDN) et la sensibilité à la verse. Nous avons mené une expérience sur le terrain pendant deux ans pour atteindre ces objectifs. Nous avons constaté qu’un taux modéré de N de 100 kg ha–1 peut permettre de réaliser pleinement le potentiel de rendement, et que des augmentations du taux de N au-delà de 150 kg ha–1 n’entraînent aucun gain de rendement et peuvent même réduire la rentabilité de la culture. Dans la présente étude, nous avons démontré que l’application de N fractionnée ne présente pas toujours d’avantages en termes de rendement par rapport à l’application de N en présemis seulement, mais qu’elle a des effets positifs sur la teneur en protéines du grain (%) et la résistance à la verse.

Résumé

© 2019, Elsevier B.V. La verse des cultures (verse des tiges et verse des racines) est l’une des principales contraintes qui limitent le rendement en grains et la qualité du blé de printemps, particulièrement dans des conditions de rendement élevé. Peu d’études ont été menées pour clarifier les compromis entre le rendement en grains et la résistance à la verse et pour déterminer s’il est possible d'atténuer le risque de verse sans nuire au rendement. Pour ce faire, il faut élaborer des stratégies de gestion des engrais azotés (N) appropriées afin d'améliorer le rendement et la qualité des grains tout en réduisant (ou du moins en n’augmentant pas) le risque de verse. Les risques de verse des tiges et des racines ont été quantifiés à l’aide d’un indicateur de « facteur de sécurité », qui représente le nombre de fois qu’un organe de soutien peut supporter le moment du poids propre de l’organe qu’il soutient. Deux variétés de blé de hauteur différente (grande et demi–naine) ont été soumises à des calendriers et à un taux d’application de N différents. L’avantage en termes de rendement de l’application de N fractionnée (en présemis et en couverture au stade du début de la montaison) par rapport à l’application équivalente de N en présemis seulement n’a pas été démontré, mais la teneur en protéines du grain (%) a été améliorée de jusqu’à 7,5 % sans réduction du rendement. Le risque de verse augmentait avec l’augmentation du taux d’azote de zéro au taux d'azote le plus élevé, comme en témoigne la diminution du facteur de sécurité des tiges (–23,7 %) et du facteur de sécurité des racines (–32,2%) au cours des deux années, ainsi que l’augmentation de l’indice visuel de verse (7 fois plus élevé) en 2017. Le traitement fractionné N50 + 50 (50 kg N ha–1 en présemis plus 50 kg N ha–1 au stade du début de la montaison) a montré une résistance à la verse prometteuse, le facteur de sécurité des tiges, le facteur de sécurité des racines et l'indice de verse visible étant similaires au traitement sans azote. Dans l’ensemble, l’application fractionnée modérée de N (N50 + 50) est recommandée car elle assure une teneur relativement élevée en protéines du grain (%) et une forte résistance à la verse tout en permettant de maintenir un rendement prometteur. Le blé de printemps était plus sensible à la verse des racines qu’à la verse des tiges dans les conditions particulières de ces expériences. De plus, la sélection et la culture de cultivars à tige plus résistante seront probablement nécessaires pour contrer le risque croissant de verse découlant de l’augmentation continue du rendement.

Date de publication

2019-09-01

Profils d'auteurs