Épandage des fumiers, lisiers et composts et aspects réglementaires
Guide 04-04-08
Le contenu qui suit est issu de :
Oeuvre originale : Weill, A. et Duval, J. (2009). Guide de gestion globale de la ferme maraîchère biologique et diversifiée. Équiterre.
Révision : Weill, A., Legault, G., Bergeron, E., Méthé, A., La France, D., St-Arnaud, R., Roy, J., Khanna, R. et Gagné, G. (2022).
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Les fumiers, lisiers et composts doivent être épandus de façon à ne pas polluer l’environnement ni perdre leur valeur fertilisante. Les risques environnementaux associés à l’épandage des fumiers et compost dans un champs sont les suivants :
- Percolation de contaminants vers la nappe phréatique;
- Ruissellement de contaminants à la surface du sol;
- Enrichissement excessif des sols avec l’utilisation de doses trop élevées.
Choix des parcelles à amender
Le choix des parcelles à amender doit être fait en fonction de la rotation et des légumes cultivés suite à l’épandage ainsi qu’en fonction des restrictions réglementaires.
Choix des parcelles en fonction des légumes et de la rotation
Typiquement dans les fermes de légumes diversifiés, on regroupe pour les calculs de fertilisation les légumes de même famille qui ont des exigences similaires. Ensuite, l'épandage d'une fertilisation de fond (compost ou fumier) se fait sur certaines parcelles seulement, normalement celles qui sont cultivées en légumes exigeants (voire chapitre sur la rotation). Le choix d'amender chaque parcelle s'inscrit donc dans le plan de rotation des cultures et doit respecter le cadre réglementaire afin d'éviter la pollution.
Si la quantité d’azote disponible dans l’amendement utilisé est élevée, il est important de cultiver un légume exigeant suite à l’application (grosses crucifères, maïs sucré, solanacées, cucurbitacées...) Certains légumes ont besoin d’azote tôt en saison et en quantité importante (p. ex. brocoli, épinard, maïs sucré) alors que d’autres ont besoin d’une minéralisation graduelle durant toute la saison (p. ex. solanacées, cucurbitacées, choux d’hiver, choux de Bruxelles). Dans le premier cas un fumier ou un compost à faible C/N, appliqué en fin d’été avant un engrais vert, peut être intéressant. Dans le 2ème cas, un compost qui minéralise de façon régulière durant tout l’été peut être plus approprié et peut être appliqué au printemps ou comme le précédent.
Les différents besoins sont souvent gérés en mélangeant des fertilisants organiques ayant différentes vitesses de minéralisation, d’autant plus que l’on ne peut habituellement pas fertiliser uniquement avec des fumiers et des composts car ils apportent trop de phosphore (voir le chapitre Fertilisation).
Aspects réglementaires
Lors du choix des parcelles à amender, il est important de respecter les distances des puits et des cours d’eau prescrit dans le REA (Règlement sur les exploitations agricoles). On y cite à l'article 30 :
" L’épandage de matières fertilisantes est interdit dans les milieux suivants :
- le littoral d’un lac ou d’un cours d’eau, ou un milieu humide ainsi qu’à l’intérieur d’une bande de 3 m de ceux-ci;
- un fossé et à l’intérieur d’une bande de 1 m de ce fossé.
L’épandage des déjections animales doit être fait de manière à ce que les déjections n’atteignent pas les milieux énumérés au premier alinéa."
Par ailleurs, le RPEP (Règlement sur le prélèvement des eaux et leur protection) stipule que la distance à respecter pour les puits varie selon la catégorie de puits et est d’un minimum de 30 m.
Période d’application
Lors du choix de période d’application, il faudra principalement chercher à synchroniser les besoins des plantes et la libération de l’azote des engrais. Les applications peuvent être faites durant la saison de croissance (printemps, été) ou en post-récolte, avant de semer un engrais vert, pour les cultures de l’année suivante. L’épandage doit être fait sur un sol non gelé et non enneigé. De plus, il n’est permis d’épandre des matières fertilisantes qu’entre le 1er avril et le 1er octobre. (REA, art. 31). L’épandage après le 1er octobre est toutefois possible avec certaines restrictions (section suivante).
Périodes d’application à privilégier pour les fumiers, lisiers et composts
Pour des raisons sanitaires, les normes en agriculture biologique stipulent que les fumiers et lisiers doivent être appliqués au moins 90 jours avant la récolte des cultures qui ne sont pas en contact avec le sol (ex.: tomates, choux, haricots) et au moins 120 jours avant récolte pour celles qui le sont (ex.: carottes, betteraves, céleri-rave). Par conséquent, ils doivent presque toujours être appliqués l’année précédente, sauf pour les légumes ayant une longue saison de croissance (choux de Bruxelles, pommes de terre tardives, courges d’hiver, etc.). Il n’y a pas de telles restrictions pour les composts conformes aux normes biologiques.
Sur le plan agronomique, la période d’application optimale est fonction du type d’amendement et du rapport C/N (Tableau 1). Plus le rapport C/N d’un amendement est élevé, plus il faut de temps pour qu’il se décompose et libère l’azote qu’il contient et plus l’application doit se faire longtemps avant l’établissement de la culture prévue. Lorsque le rapport C/N est supérieur à 20, et parfois même 15, le processus de décomposition du fumier ou du compost dans le sol peut immobiliser l’azote (dans ce cas, l’amendement absorbe de l’azote du sol pour baisser son rapport C/N). Plus le rapport C/N est faible, plus l’azote est rapidement disponible. Cette règle fonctionne la plupart du temps, mais il peut y avoir des exceptions, en particulier avec les composts.
D’autres facteurs sont à considérer pour le choix de la période d’épandage:
- Risque de compaction: au printemps, la surface du sol s’assèche en premier mais le sous-sol peut rester humide plus longtemps. Les risques de compaction sous la couche travaillée dus à la circulation de la machinerie lourde sont très élevés. Au contraire en été et à l’automne, le sol en profondeur est habituellement assez sec ce qui diminue les risques, sauf les étés pluvieux;
- Texture du sol: le lessivage peut être plus important en sol sableux. Les épandages au printemps ou en été sont alors à privilégier, ou en fin d’été avant un engrais vert;
L’incorporation en surface doit être faite le plus rapidement possible dans le cas des fumiers, lisiers et composts jeunes. Idéalement moins de 24 heures après l’épandage pour réduire les pertes d’azote par volatilisation et éviter le ruissellement. (c.f. section 12.7.4)
Tableau 1. Périodes d’application à privilégier en fonction du rapport C/N
| RapportC/N | Fumiers | Composts |
|---|---|---|
| Élevé
(> 20) |
Milieu à fin de l’été avec un engrais vert.
Pour les applications effectuées tard à l’automne ou au printemps, il faut rajouter une source d’azote disponible rapidement au printemps. En effet, le fumier ou le compost immobilise d’abord l’azote du sol pour se décomposer avant de libérer l’azote qu’il contient lui-même. Les composts à rapport C/N très élevés, au-dessus de 25-30, devraient être évités car ils peuvent causer une faim d’azote, bloquant l’azote nécessaire à la nutrition des cultures. Ceci est aussi vrai pour l’incorporation des divers autres matériaux riches en carbone (voir le chapitre sur le compostage). | |
| Moyen (15-20)
P. ex. certains fumiers de bovin |
Fin de l’été avant un engrais vert.
À l’automne, application de petites doses, car il y a des risques de pertes d’azote et, par conséquent, un risque environnemental. Application souvent impossible au printemps à cause des délais prescrits par les normes biologiques. |
Idéal : fin d’été avant un engrais vert (début août).
À l’automne, application de petites doses, car il y a un risque de pertes d’azote et, par conséquent, un risque environnemental. Ce risque est toutefois plus faible qu’avec le fumier. Semer un engrais vert diminue les risques de pertes. Application au printemps pour les cultures implantées tardivement. Prévoir un peu de temps pour minéralisation de l’azote du compost. |
| Faible
(< 15) P. ex.: la plupart des fumiers de volailles, lisiers en général |
Fin de l’été avec un engrais vert.
Application de printemps souvent impossible à cause des délais prescrits par les normes biologiques. |
Fin de l’été avec un engrais vert (début août).
Printemps . |
L’épandage de fumier de volaille a lieu fin août et est suivi d’un semis d’engrais vert d’avoine et de vesce commune. L’épandage à cette période permet d’économiser du temps au printemps en plus d’accélérer la minéralisation de l’azote au printemps, le rendant ainsi plus disponible.
Aspect réglementaire - Épandage après le premier octobre
Dans certaines conditions, un épandage après le 1er octobre peut être préférable, à la fois sur le plan agronomique et sur le plan environnemental. Lorsque l’exploitation est astreinte à un PAEF, une recommandation d’un agronome est alors nécessaire (REA, art. 28) et doit être inscrite dans le PAEF. L’agronome devra suivre la ligne directrice sur les épandages post-récoltes des déjections animales afin de formuler sa recommandation. De façon générale, la ligne directrice donne une explication claire des enjeux à considérer lors d’applications après le 1er octobre. En voici un extrait:
En se basant sur la théorie pour les épandages en postrécolte, il apparaît qu’ un engrais organique à C/N ≤ 15, dont l’azote devient disponible rapidement, devrait être épandu en octobre afin de bénéficier du ralentissement de la nitrification qui cause la libération de nitrates. À l’inverse, un fumier pailleux aura avantage à être épandu plus tôt à l’automne afin d’initier la phase d’immobilisation nette de l’azote, causée par un rapport C/N plus élevé, qui risque d’interférer avec l’établissement de la culture le printemps suivant. Quant à novembre, le risque que le sol soit gelé ou enneigé, en plus de l’absence d’immobilisation, rend cette période inappropriée pour l’épandage, peu importe la matière fertilisante.
Il est important de limiter les pertes d’éléments fertilisants (nitrates, phosphore, potassium) par lessivage ou ruissellement. Selon la ligne directrice, il est recommandé de :
- tenir compte du rapport C/N, les risques de pertes étant plus élevées lorsque ce dernier est bas;
- limiter les apports en sol léger (moins de 18% d’argile);
- incorporer immédiatement les matières fertilisantes à une profondeur de 5-10 cm;
- épandre sur un sol portant non gelé et non enneigé;
- utiliser une dose conforme qui tient compte des besoins de la culture et des seuils environnementaux.
Calibration et méthodes d’application
Systèmes mécanisés
Épandage
Les systèmes de culture mécanisés les plus communs consistent à placer les cultures sur des planches situées entre les traces où circulent les pneus des tracteurs et des équipements. Pour les calculs de fertilisation, la zone sous le tracteur peut être considérée comme une planche de culture même si le sol reste à plat.
Dans le cas des épandeurs à fumier, il est commun que les maraîchers utilisent de petits équipements usagés, datant du temps où les fermes d’élevage étaient plus petites qu’aujourd’hui.
La plupart des épandeurs à fumier américains sont bas avec les pneus localisés sur les côtés, non alignés avec les pneus des tracteurs.
Les épandeurs sont équipés de divers systèmes d’épandage; il s’agit en général de batteurs qui distribuent le fumier vers l’arrière ainsi que des émotteurs. Un modèle commun distribue environ 50 % du fumier ou du compost directement derrière l’épandeur tandis qu’environ 25 % sont lancés de chaque côté sur une distance d’à peu près 1,50 m. On se retrouve ainsi communément avec une dose de compost vis-à-vis de l’épandeur et une demi-dose de chaque côté. En passant toutes les deux planches, on obtient un dosage approximativement semblable sur chaque planche.
Épandeur à fumier
Calibration
Voici comment calibrer un épandeur en trois étapes simples :
- Obtenir la densité du fumier ou compost : si une analyse de densité n’est pas disponible une méthode simple consiste à peser quelques échantillons d’un même volume. Par exemple, si le poids moyen d’échantillons de 10 l est de 6,7 kg, le compost pèse 670 kg/m3;
- Mesurer le volume contenu dans l’épandeur : s’il contient 3 m3, il contient 2,01 tonnes de fumier ou compost (3 m3 * 670 kg/m3);
- Déterminer la surface d’épandage en fonction de la dose à appliquer :
- Si on veut appliquer 30 t/ha avec un épandeur qui contient 2 t, il faut 15 voyages pour couvrir 1 ha. Chaque voyage devra donc être épandu sur 10 000 ha/15 = 666 m2. Si un épandeur épand sur une largeur de 4,5 m, la distance linéaire à parcourir pour le vider est de 666 m2/ 4,5 m = 148 m. On ajuste la vitesse pour couvrir 666 m2 avec un épandeur, donc pour parcourir 148 m. On peut aussi modifier la quantité de compost chargée dans un épandeur pour faire arriver la dose visée sur une surface donnée.
- Il faut bien noter les divers paramètres pour pouvoir répliquer les opérations par la suite.
Certains croient que le compost placé ailleurs que sur les planches est gaspillé. Les systèmes racinaires s’étendent communément sur un mètre ou deux de largeur; on retrouve des racines sous les allées et même dans les planches voisines. De plus, il y a une activité biologique sous les allées. L’azote est mobile dans le sol, donc il ne faut pas s’inquiéter du compost épandu à pleine largeur.
Systèmes peu mécanisés
Calibration
Le plus simple et le plus efficace pour appliquer une quantité déterminée de fumier ou de compost dans un système bio-intensif est de calculer le volume requis par planche ou par unité de longueur de planche (/m de planche par exemple). Pour ce faire, on aura besoin de connaître:
- Le tonnage à épandre;
- La superficie des planches de culture, en m2 incluant les allées;
- La masse volumique de chacun des amendements, en kg/l;
- Le volume, en litre, de chacun de nos équipements d’épandage (brouette, seaux, épandeur, autres contenants, etc.
Attention, même si le fumier ou compost est concentré sur la surface utile de la plate-bande/planche, le volume à épandre est calculé sur l’ensemble surface utile plus l’allée (largeur totale, centre-à-centre). Il ne faut pas diminuer la quantité initialement déterminée en t/ha. Un exemple de calcul est donné ci-dessous.
Données
Dimensions des planches :
- 30,5 m de long (100 pi)
- 1,22 m de large (48 po), lorsque l’on inclut l’allée
Tonnage à épandre :
- 20 t/ha
Masse volumique du compost :
- 700 kg/m3
Calculs
Superficie de la plate-bande avec l’allée :
- 30,5 m * 1,22 m = 37 m2
Quantité de compost à appliquer sur la plate-bande :
- 20 t/ha = 20 000 kg /10 000 m2 = 2 kg/m2
- 2 kg/m2 * 37 m2 = 74 kg
- Cette quantité sera concentrée sur la superficie utile de la plate-bande.
Volume à appliquer :
- Masse volumique : 700 kg/m3 = 700 kg/ 1000 l = 0,7 kg/l
- Volume à appliquer (tonnage / masse volumique) : 74 kg / 0,7 kg/l = 106 l
- Si on utilise des seaux de 18 l pour épandre le compost, il faudra : 106 l / 18 l = 5,9 seaux, soit environ un seau tous les 5 m linéaire (15 pi).
Dans la figure suivante, on a appliqué une brouette d’une capacité approximative de 160 litres tous les 1,5 m environ. Cela fait une dose sur 100 pi (30,5 m) de :
- 30,5 m / 1,5 m = 5 brouettes
- 5 brouettes * 160 l / brouette = 800 l
Il s’agit d’une dose environ 8 fois plus élevée que dans l’exemple de calcul précédent, soit :
- 20 t/ha * 8 = 160 t, ce qui est une dose beaucoup trop élevée et non acceptable d’un point de vue environnemental.
Épandage
L’épandage peut être complètement manuel ou semi-manuel.
Brouettes, seaux et pelles
Les brouettes et les seaux sont fréquemment utilisés sur les fermes de petite taille pour mesurer et épandre les amendements plus volumineux comme le compost. Cette stratégie est tout à fait fonctionnelle. L’efficacité de l’opération de transport est augmentée si la réserve de compost est à proximité de l’endroit où on l’emmène et si on a suffisamment d’équipements. Selon la nature du compost et le type de contenants choisis, une pelle ronde ou une pelle à neige en plastique ou en aluminium conviendront pour les remplir. Pour les vider, on peut déverser le compost des chaudières directement sur la planche, utiliser des pelles pour vider les brouettes, ou les basculer. On évite de fertiliser dans les allées. Si le résultat est très inégal, on peut utiliser un râteau pour assurer une certaine uniformité.
L’étape la plus éreintante de cette technique est sans aucun doute le chargement initial des brouettes. Il est possible de réduire l’effort nécessaire et d’accélérer le travail en plaçant des brouettes côte-à-côte et en y déversant le compost avec un chargeur frontal de tracteur. Pendant que des travailleurs vont porter le compost sur les planches, l’opérateur du tracteur va recharger.
Remorque et boîtes
Pour une échelle un peu plus grande, il peut devenir intéressant de mécaniser un peu l’opération. Certaines fermes se sont équipées de boîtes en bois ou d’une remorque pour déplacer et épandre le compost. Il devient possible dans ce cas d’utiliser un chargeur frontal sur tracteur, voire même une petite pelle mécanique, pour les remplir rapidement. La location de ces équipements pour une ou quelques journées pour effectuer la majeure partie de la fertilisation en compost en un seul chantier est aussi possible. Il faut bien entendu connaître le volume de ces équipements afin de s’assurer de respecter le plan de fertilisation.
Mini-épandeur
Il existe aussi un petit épandeur adapté aux planches de 30’’ et pouvant être tracté par un tracteur à deux roues ou autre unité motrice (ex.: VTT), (Figure 7). Le mécanisme est entraîné par les roues d’avancement de l’outil, ce qui ne nécessite donc pas un équipement muni d’une prise de force. Cet outil permet de gagner en rapidité et de moins forcer quand on a plusieurs planches à amender. La couverture en compost est aussi beaucoup plus uniforme. Il est possible de modifier la boîte de cet épandeur pour augmenter sa capacité. Notez qu’un compost commercial tamisé (plus léger et de texture plus fine) passera mieux dans l’épandeur, qui par ailleurs n’est pas très précis pour la calibration, avec une ouverture par incréments d’un demi pouce.
Avec un tel outil, l’opération d’épandage de compost devient une tâche qu’il est possible de réaliser seul, ce qui est un avantage cité par tous les producteurs et les productrices rencontrées. Sinon, les avis sont partagés.
Pour Vincent Lafleur-Michaud du Jardin des Funambules, cet outil constitue un véritable coup de cœur, qui permet de leur faire sauver beaucoup d’énergie et un temps précieux. En effet, le temps nécessaire à l’épandage de compost est, calcul a l’appui, réduit de moitié si on compare à la méthode avec la brouette. Typiquement, il faudra compter 5 à 10 minutes pour l'amendement d’une planche de 30 m. Vincent mentionne aussi que certaines modifications sont nécessaires pour rendre l’outil confortable et optimiser son utilisation (augmentation du volume de la boîte et ajout d’un siège)
Si Catherine Sylvestre de la Ferme de Quatre-Temps reconnaît la plupart des avantages cités plus haut, la conclusion qu’elle tire est différente et, bien que l’outil soit disponible sur les lieux de travail, il demeure peu utilisé. Selon elle, le désavantage principal est que le volume de la boîte ne permet d’amender qu’une planche à la fois et le temps de transport peut s’avérer long selon la distance entre le tas de compost et les planches à amender.
Incorporation
L’incorporation des fumiers, lisiers et composts permet de maximiser leur valeur fertilisante en limitant les pertes d’azote par volatilisation et de limiter les risques environnementaux. Les méthodes d’incorporation diffèrent entre les fermes mécanisées ou non.
Les fumiers doivent être incorporés immédiatement après l’épandage, sinon la fraction ammoniacale de l’azote est perdue. Ces pertes peuvent atteindre 30 % ou plus dans le cas des fumiers. Il y a peu ou pas de telles pertes lors de l’épandage des composts. En effet, l’azote ammoniacal aura été soit perdu lors du compostage de matériaux ayant un faible rapport C/N, soit transformé en azote organique lors du compostage. Certains composts (compost de fumier de poulet assez jeune) conservent toutefois un taux non négligeable de NH4+. L’incorporation au sol des composts est tout de même recommandée pour limiter les pertes par ruissellement et par conséquent la pollution par le phosphore.
Pour les applications post-récolte de composts ou de fumiers, l’incorporation est obligatoire selon la réglementation en vigueur au Québec à cause des risques élevés de pollution par ruissellement.
Lorsque les sols sont compactés, ce qui arrive souvent lorsqu’ils sont mal drainés, les conditions sont anaérobiques; les fumiers et les composts se décomposent mal, fournissent peu d’azote aux plantes et peuvent même être toxiques. L’incorporation doit alors être très superficielle.
système mécanisé
En général, les fumiers, lisiers et composts peuvent être incorporés superficiellement, à une profondeur d’environ 5-15 cm par des outils à dents ou à disques, tels une déchaumeuse, une herse ou des équipements de planches permanentes. Ils peuvent être incorporés plus en profondeur par un labour, à condition que ce dernier soit dressé, ce qui permet de répartir le fumier dans toute la couche de labour. Un labour à plat n’est pas idéal car le fumier se retrouve à la base du labour où il va mal se décomposer.
système peu mécanisé
Système complètement manuel
Dans un système complètement manuel, l’utilisation de la houe sur roue est probablement la solution la plus efficace. On peut arriver à un résultat satisfaisant en travaillant à reculons en diagonale, à une profondeur d’environ 10 cm.
Dans tous les cas, la préparation de la planche sera finalisée avec un coup de râteau qui dégage les derniers obstacles, résidus végétaux et roches. Suivre l’apport par un semis d’engrais vert est une pratique qui améliore les sols.
Un épandage d’automne pour une culture au printemps suivant peut simplement être couvert durant l’hiver par une toile d’occultation (plastique imperméable). L’incorporation peut alors se faire lors de la préparation de planche avant l’implantation des cultures. Pour tout épandage effectué après le premier octobre, la recommandation d’un agronome est nécessaire.
Système mécanisé en champ
Dans un système bio-intensif avec tracteur à deux roues, les deux options sont la herse rotative (Figure 8) et le rotoculteur. L’outil utilisé le plus souvent est la herse rotative car il permet un travail en surface sans inversion des couches de sol. On s'assure que l’outil travaille assez profondément, soit environ 10 cm, pour préparer un beau lit de semence et faciliter le travail de transplantation. Selon l’état des planches, on pourrait utiliser le rotoculteur si, par exemple, on cherche à finir de détruire un engrais vert en même temps.
Notez qu’il existe un rouleau pour contrôler la profondeur de travail et plomber le sol derrière le rotoculteur de façon à en faire un outil de travail final de préparation de planche (“precision depth roller”). Le coût de ce système est beaucoup moins élevé que celui d’une herse rotative, mais les résultats sont aussi moins bons; une couche compacte peut se créer entre le sol travaillé et les couches inférieures du sol. Noter qu’en sol humide la herse rotative peut aussi créer une semelle de travail superficiel.
Système mécanisé en serre/tunnel
En serre, ou dans une situation parfaite où il n’y a aucune roche et aucun résidu (vraiment rien) il est possible d’incorporer le compost et de préparer le lit de semence d’une petite superficie avec un microculteur (Figure 10, voir aussi : tilther : https://www.johnnyseeds.com/tools-supplies/bed-preparation-tools/tilther-9286.html?cgid=bed-preparation-tools#start=1) (actionné avec une perceuse).
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