Avantages typiques des engrais de départ

• Augmentation du rendement de grain
• Grain plus sec à la récolte
• Croissance initiale rapide et uniforme
• Couvert du feuillage plus rapide pour réduire le développement des mauvaises herbes
• Meilleure croissance des racines
• Floraison plus rapide, réduisant le stress hydrique à la pollinisation et prolongeant le remplissage de l'épi
• Dosage réduit d'engrais grâce à une meilleure efficacité du prélèvement des nutriments

Les environnements identifiés par la plupart des chercheurs comme ceux où la probabilité d'un avantage économique suite à l'application d'engrais de départ seraient la plus grande comprennent :

Environnements propices aux engrais de départ

• Champs peu fertiles
• Sols froids :
  • Champs ensemencés tôt
  • Le nord du Corn-belt
  • Sols lourds
• Systèmes à semis directs ou travail réduit du sol
• Sols compactés
• Syndrome de jachère ou d'inondation
• Sables à faible teneur en matière organique
• Sols à pH très bas ou très élevés
• Impact environnemental réduit grâce au dosage réduit d'engrais et de son incorporation

Cet article, tiré de de Vision Cultures, comprend les conclusions de quatre études récemment publiées au sujet des engrais de départ. Ces études examinent plusieurs variables qui pourraient être des indicateurs des situations où s'attendre à une réponse positive des engrais de départ au semis.

Engrais de départ et facteurs locaux
Une étude de trois ans à l'université du Wisconsin ont évalué la réponse de rendement du maïs aux engrais de départ à 100 sites à la ferme dons les sols avaient généralement des teneurs excessivement élevées en phosphore (P) et en potassium (K) (Bundy, 1999). Les teneurs en P d'analyses de sol (Bray P-1) allaient de 23-200 ppm. Tous les endroits avaient des teneurs en P qui suggéraient qu'une réaction positive aux applications de P était peu probable. Les teneurs en K d'analyse de sol allaient de 81 à 350 ppm. À 93 % des endroits, les résultats d'analyse du sol qualifiaient la teneur en K d'élevée ou de très élevée, ce qui rendait peu probable une réaction positive à une application de K.

Méthodes de recherche
L'étude comptait deux traitements, un avec engrais de départ, l'autre sans. Le dosage moyen d'engrais de départ était de 15+26+32 (N+P2O5+K20) lb/acre. L'engrais de départ fut placé au semis 2 po. sous la semence et 2 po. à côté. Les facteurs locaux évalués furent le pH du sol, les précédents de fumiers, teneur en P2O5 dans l'engrais de départ, la matière organique, les résidus en surface, la fertilité du groupe sous-sol, texture du sol, zone de production de maïs, cultures précédentes, teneur en P du sol, teneur en azote (N) dans l'engrais de départ, système de travail de sol, écartement des rangs, teneur en K2O dans l'engrais de départ, teneur de K dans le sol, maturité relative du maïs.

Résultats
Les résultats généraux indiquent que l'utilisation d'engrais de départ a augmenté les rendements de grains de 4 boi./acre, réduit la teneur en humidité à la récolte de 0,1 à 0,3%, et augmenté la taille du plant de 2 po. (mesuré 8 semaines après le semis). En se basant sur un seuil de 4,5 boi./acre d'augmentation pour compenser le coûts de l'intrant, 40 % des endroits ont produit une réaction économique positive.

Afin de déterminer quels facteurs locaux étaient les plus importants pour prévoir une réaction positive ou négative à l'engrais de départ, on a effectué une analyse de variance sur les effets de plusieurs variables locales (liste ci-dessus) sur la réaction économique attribuable à l'engrais de départ. Quatre parmi les 19 variables sont considérées importantes et discutées dans l'article de recherche.

La première variable examinée fut l'année. En 1996 et 1997, le nombre de sites répondant positivement fut plus élevé de 13 % et 16 % respectivement, par rapport à 1995. En 1996 et en 1997, la température moyenne de l'air fut de 2,7oF sous la moyenne de 30 ans, alors qu'en 1995, la température moyenne de l'air fut de 1,1oF plus élevée que la moyenne de 30 ans. Cela viendrait appuyer d'autres résultats de recherche qui suggèrent qu'une zone d'engrais concentré près de la semence améliore le prélèvement de nutriment lorsque la croissance des racines est limitée.

La seconde variable identifiée comme importante fut la teneur du sol en K. Le nombre de sites répondant positivement a augmenté de 35 % lorsque la teneur du sol était de 140 ppm à 56 % lorsque la teneur du sol en K était inférieure à 140 ppm. Ces résultats sont corroborés par des conclusions d'études passées.

Figure 1. Relation entre la maturité relative du maïs (MR) et le % de sites avec une réaction rentable du rendement à l'engrais de départ (n = nombre d'observations dans chaque groupe de MR.)

La troisième variable identifiée fut la maturité relative du maïs (MR). Aux endroits où des hybrides de moins de 100 MR furent semés, seulement 33 % des sites ont montré une réponse positive. Aux endroits où les hybrides avaient plus de 100 MR, 53 % de ces sites ont répondu positivement. Cependant, l'analyse de la relation entre la MR et la réponse à l'engrais de départ (Figure 1) indique que cette relation est très faible (r2=0.05) et non prévisible.

Pour examiner la réponse à la date de semis (DS) par la maturité (MR), nous avons crée une nouvelle variable appelée DSMR :
DSMR = date de semis (jours juliens) + MR de l'hybride
Par exemple, semer un hybride de 100 jours le 10 mai (jours juliens = 130), donnerait un DSMR de 230. Lorsque que l'on pose en graphique le pourcentage de sites positifs par rapport à la date de DSMR, cela suggère que plus on retarde le semis d'un hybride de pleine saison, plus le potentiel de réponse positive à un engrais de départ augmente de façon significative (Figure 2). L'étude en a conclu que cette réaction pourrait être attribuée à une accélération de la croissance et du développement du maïs qui permettrait une période prolongée de remplissage du grain.

Figure 2. Relation entre DSMR (date de semis en jours juliens + MR de l'hybride en jours) et le % de sites avec une réponse rentable aux engrais de départ (n = nombre d'observations dans chaque groupe DSMR).

Conclusions clés

• Les champs à teneur élevée en P et K répondaient encore aux applications d'engrais de départ.
• Les environnements avec des températures printanières inférieures à la moyenne étaient plus susceptibles d'offrir des réponses positives aux engrais de départ.
• Lorsque la teneur en K du sol était inférieure à 140 ppm, la probabilité de réponse positive à l'engrais de départ était supérieure à 50 %.
• Lorsque le semis d'un hybride de pleine saison était retardé, la probabilité d'une réponse positive à l'engrais de départ augmentait significativement.

Recherches hybrides vs engrais de départ
Les universités Iowa State et Kansas State ont récemment évalué la réaction d'hybrides de maïs aux engrais de départ. Les deux universités ont effectué l'étude en culture sans irrigation et par semis direct.

Étude Iowa State - Méthodes de recherche
Iowa State a effectué une étude sur 3 ans en semis direct évaluant 12 hybrides avec et sans engrais de départ (Buah, 1999). L'engrais fut placé 2 po. sous la semence et 2 po. là côté, au semis. Les engrais de départ contenaient diverses teneurs en N+P+K. Les analyses de sol indiquaient des teneurs élevées ou très élevées en K et en P.

Résultats
L'utilisation d'engrais de départ a augmenté de façon significative les rendements de grains à 7 des 9 endroits (Figure 3). En moyenne, le rendement de grain a augmenté de 10 boi./acre. Il n'y a pas eu d'interaction significative entre hybride et engrais de départ pour le rendement de grain, la production de matière sèche, et la concentration des nutriments à V6.

Figure 3. Effet de l'engrais de départ sur le rendement de grain à 9 endroits en Iowa. * = Significatif au niveau de probabilité de 0.5. NS = pas de différence significative.

Étude Kansas State - Méthodes de recherche
L'étude de Kansas State a examiné 5 hybrides allant de MR 103 à MR 113, avec et sans engrais de départ, sur une durée de trois ans (Gordon, 1997). L'engrais de départ comptait 30 lb de N et 30 lb de P2O5. L'engrais de départ fut placé au semis à 2 po. sous la semence et 2 po. à côté. L'analyse du sol indiquait que le Bray P-1 et les teneurs de K échangeable dans les premiers 6 po. de sol étaient de 43 ppm and 380 ppm, respectivement, au site de recherche. Ces teneurs ne justifieraient pas une recommandation de P ou de K additionnel. Le semis direct fut employé sur le site trois ans avant le début de l'étude.

Résultats
L'étude a démontré que l'engrais de départ a augmenté de façon significative la croissance initiale, le prélèvement de P et K au stade V6, et la concentration de N ou de P dans la feuille de l'épi. Parmi les mesures ci-dessus, aucune n'a détecté d'interaction entre l'hybride et l'engrais de départ (tous les hybrides ont réagit de façon semblable) L'étude a aussi mesuré les unités de degrés de croissance (UDC) à la pollinisation. Tous les hybrides ayant reçu l'engrais de départ ont commencé plus tôt leur pollinisation (Tableau 1). C'est un facteur important pour la culture du maïs sans irrigation au Kansas, où le rendement est souvent limité par le stress hydrique en fin de saison. La pollinisation plus hâtive dans ces conditions peut prolonger la période de remplissage du grain entraînant un meilleur potentiel de rendement.

Tableau 1. Effet de l'engrais de départ sur les rendements de grain et le nombre d'UDC à la pollinisation des hybrides de maïs.

*On définit les unités degrés de croissance comme la température moyenne quotidienne (en º F, maximum 86o F) moins 50.

L'étude a indiqué une interaction significative entre l'hybride et l'engrais de départ pour le rendement de grain (Tableau 1). Les hybrides hâtifs, l'hybride 3563 de marque Pioneer® et ICI 85991, n'ont pas offert de réponse positive alors que les hybrides mieux adaptés l'ont fait. Ces résultats suggèrent que les hybrides plus tardifs ont mieux profité de la pollinisation plus hâtive et de la période prolongée de remplissage de grain résultant de l'application d'engrais de départ. C'est logique parce que les hybrides plus tardifs sont plus touchés par les sécheresses de fin d'été. Une comparaison a clairement démontré les avantages de l'engrais de départ, qui favorise la pollinisation et le remplissage du grain : lorsque le 3346 de Pioneer a reçu l'engrais de départ, il a pris le même nombre d'unités thermiques pour atteindre la floraison qu'un hybride beaucoup plus hâtif, mais sans engrais de départ.

Conclusions clés des études hybrides vs engrais

• En semis direct, même en sol riche en P et K, l'utilisation d'engrais de départ fut avantageuse.
• L'engrais de départ a augmenté le prélèvement de nutriments et la croissance initiale des hybrides de maïs.
• Les interactions hybrides vs engrais ont différé entre les deux études. Cependant, les hybrides de maturité semblable ont réagi de façon semblable à l'engrais de départ.

Importance de l'azote dans l'engrais de départ
La plupart des études ont eu pour sujet les nutriments immobiles comme le P ou le K. Plus récemment, des chercheurs ont examiné la valeur du N dans l'engrais de départ. L'objectif d'une étude du Missouri fut de vérifier la réponse économique et celle du rendement aux engrais de départ traditionnel (faible N/fort P2O5) et aux engrais de départ plus fort en N (moyen N/moyen P2O5 et N seul)(Scharf, 1999).

Méthodes de recherche
Une étude de trois ans à l'université du Missouri a évalué la réponse du rendement de grain du maïs aux engrais de départ en semis direct. On a évalué quatre traitements de départ à 6 sites à la ferme. Les traitements furent : faible N/fort P2O5, moyen N/moyen P2O5, et N seul (Tableau 2). L'engrais de départ a été appliqué 2 po. dessous et 2 po. au côté du sillon au semis. Pour répondre aux besoins en azote, on a appliqué du NH3 en postlevée. Les résultats des analyses de sols des six sites ont indiqué des teneurs en K supérieures à 150 ppm. La teneur en phosphore (Bray 1-P) fut très élevée à 4 des 6 sites (>43 ppm). Les teneurs en P aux sites 1 et 4 furent sensiblement moindres qu'aux autres, mais seraient quand même considérés adéquats (17 and 22 ppm).

Tableau 2. Traitement d'engrais de départ.

Résultats
La croissance initiale suite à l'application d'engrais de départ fut conséquente à tous les sites et avec les traitements d'engrais de départ. Les études ont aussi déterminé que sans engrais de départ, la pollinisation était typiquement de 4 à 5 jours plus tardive.

Une augmentation significative de rendement suite à l'utilisation d'engrais de départ fut notée à chacune des six expériences, généralement sans différence entre les différents engrais. L'avantage de rendement moyen suite à l'application d'engrais de départ fut de 12 à 13 boi./acre (Tableau 3). Dans cette étude, l'application d'engrais de départ avec seulement du N fut la plus rentable. Les seules expériences où les engrais N + P ont donné plus de rendements que l'engrais N-seul furent les sites 1 et 4. Ces sols avaient des teneurs moins fortes en P. Cela suggère que là où le sol est très riche en P, l'utilisation d'un engrais de départ avec seulement du N serait recommandée.

L'étude a aussi évalué l'application d'engrais de départ 2 x 2 avec et sans ajout d'engrais d'appoint. On a trouvé aucun avantage à l'engrais d'appoint.

Tableau 3. Résultats de rendement pour les expériences d'engrais de départ dans le maïs en semis direct à six endroits au Missouri.

*Plus petite différence significative statistique, degré de confiance 95 $.

Conclusions clés

• Les applications d'engrais de départ avec N seulement ou N + P ont augmenté de façon significative partout où la teneur en P du sol était élevée ou très élevée.
• L'engrais avec N seulement était le plus rentable lorsque la teneur en P du sol était très élevée.
• L'utilisation d'engrais de départ dans ces situations de semis direct dans le sud du corn-belt était une pratique rentable.

Bibliographie
Buah, S.S.J., T.A. Polito, et R. Killorn. 1999. No-tillage corn hybrids response to starter fertilizer. J. Prod. Agric., 12:676-680.
Bundy, L. G. et T. W. Andraski. 1999. Site-specific factors affecting corn response to starter fertilizer. J. Prod. Agric., 12:664-670.
Gordon, W. B., d. L. Fjell, et D. A. Whitney. 1997. Corn hybrid response to starter fertilizer in a no-tillage, dryland environnement. J. Prod. Agric., 10:401-404.
Scharf, P. C.. 1999. On-farm starter fertilizer response in no-till corn. J. Prod. Agric., 12:692-695.

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