Fertilisation azotée : objectif 1kg d'azote par quintal, Lionel Mesnage
Remise en ligne d'un webinaire organisée par le Centre National d'Agroécologie : https://centre-national-agroecologie.fr/
Merci à Lionel Mesnage pour son intervention !
Introduction
Cette intervention de Lionel Mesnage s’inscrit dans un contexte de forte hausse des charges, en particulier du coût des engrais azotés, et de baisse des marges en grandes cultures. Son propos vise à montrer qu’il est possible de raisonner autrement la fertilisation azotée, en s’appuyant d’abord sur le fonctionnement du sol, la qualité de l’enracinement, la porosité, le fractionnement des apports et l’observation agronomique, plutôt que sur la seule biomasse aérienne.
Le webinaire est introduit par le Centre national d’agroécologie, présenté comme une structure finançant la transition agroécologique, accompagnant les expérimentations et diffusant librement de l’information agronomique.
Présentation de Lionel Mesnage
Lionel Mesnage explique faire du conseil privé en agronomie depuis l’an 2000. Avant cela, il a travaillé dans plusieurs coopératives. Il indique avoir commencé, dès le début des années 1990, à mettre en place des itinéraires techniques en basses densités, notamment sur blé, d’abord avec les premiers hybrides comme Inca et Domino, puis plus largement avec des variétés à forte fertilité épi et gros PMG.
Il explique avoir très tôt travaillé :
- la réduction des densités de semis ;
- la maîtrise de la fertilisation azotée ;
- des approches en protection des plantes à bas dosage.
Son expérience repose en grande partie sur des contextes bretons, souvent en région d’élevage, avec des sols parfois peu profonds ou à réserve utile limitée, mais bénéficiant d’effluents organiques.
Un contexte économique qui impose de revoir la fertilisation
Lionel Mesnage rappelle qu’entre 2018 et 2021, les charges étaient déjà élevées, mais qu’elles ont fortement explosé jusqu’en 2023. D’après les références évoquées lors d’une réunion Arvalis en Bretagne, cette hausse représente environ 600 €/ha. En raisonnant avec un blé vendu 200 €/t, cela correspond à 30 quintaux nécessaires uniquement pour compenser la hausse des charges.
Il insiste sur le fait que :
- la hausse des charges opérationnelles est en grande partie liée aux engrais ;
- les engrais représentent le premier poste responsable de cette augmentation ;
- dans les zones intermédiaires ou les contextes sans élevage, la situation devient beaucoup plus tendue.
Il oppose cela à certaines régions d’élevage, comme la Bretagne, où la présence d’effluents organiques permet encore de maintenir des systèmes performants malgré des sols pas toujours très productifs.
Ne pas raisonner seulement la biomasse
La biomasse donne une information, mais ce n’est pas le meilleur critère
Lionel Mesnage insiste sur un point central de son intervention : la biomasse aérienne n’est pas le critère le plus pertinent pour piloter la fertilisation azotée.
Selon lui, la biomasse est utile car elle peut renseigner sur :
- des accidents de végétation ;
- des hétérogénéités de parcelle ;
- des problèmes de structure, de portance ou d’alimentation.
Mais elle ne permet pas, à elle seule, d’anticiper correctement le rendement. Il rappelle qu’il est possible d’obtenir de très bons rendements avec des biomasses relativement faibles à certains moments du cycle.
Il résume cette idée par une formule : ce n’est pas toujours ce que l’on voit qui compte le plus.
Exemple d’erreur liée à un pilotage par image
Il donne l’exemple d’un agriculteur ayant dans une même zone :
- un blé hybride semé à faible densité, environ 108-109 plantes/m² ;
- un blé Armada semé à 180-190 plantes/m².
Une image satellitaire ou de télédétection a conduit à conseiller une dose beaucoup plus forte sur le blé hybride, simplement parce que sa biomasse aérienne était plus faible. Selon lui, cela conduisait à une recommandation absurde, car le raisonnement ne tenait pas compte du potentiel du peuplement ni de sa capacité de compensation.
Pour Lionel Mesnage, ce type de cas montre les limites d’un pilotage fondé uniquement sur l’apparence de la culture.
Le rendement se construit d’abord par les racines
Ce qui se passe en dessous est déterminant
Une idée revient de manière constante dans le webinaire : le rendement se joue en grande partie dans le sol et au niveau du système racinaire.
Lionel Mesnage rappelle que les racines assurent :
- l’absorption de l’eau ;
- l’absorption des éléments minéraux ;
- une part essentielle des échanges avec la biologie du sol ;
- le stockage du carbone par rhizodéposition.
Il estime que la réflexion agronomique est aujourd’hui trop souvent centrée sur la partie aérienne, alors que la qualité de l’enracinement est décisive.
L’importance de la pilosité racinaire
Il cite une expérience montrant qu’une grande partie de l’eau et des éléments minéraux est absorbée par les racines, mais à condition que les racines aient une bonne pilosité, c’est-à-dire suffisamment de poils absorbants.
Autrement dit, il ne suffit pas d’avoir beaucoup de racines : il faut aussi qu’elles soient fonctionnelles. Cette précision lui semble essentielle, car certaines pratiques ou certains produits peuvent augmenter le volume de racines sans produire de gain de rendement si la qualité d’absorption n’est pas au rendez-vous.
Exemple d’observation sur colza
Il présente également une photo d’un pivot de colza descendant dans une galerie de ver de terre. Pour lui, ce type d’observation illustre parfaitement l’intérêt d’une bonne porosité et de structures biologiques du sol favorables à l’enracinement profond.
La porosité, premier facteur maîtrisable
Un facteur plus important que la biomasse visible
Lionel Mesnage considère que la porosité est le premier facteur maîtrisable le plus important. Elle conditionne selon lui :
- la circulation de l’air ;
- la circulation de l’eau ;
- l’activité biologique ;
- la qualité de l’enracinement.
Il explique que c’est une des raisons majeures pour lesquelles il a fait passer un maximum d’agriculteurs en sans labour. Le sans labour permet selon lui :
- une meilleure portance ;
- moins de semelles ;
- une structure plus favorable dans de nombreux contextes ;
- une meilleure continuité porale.
Attention à la moindre dégradation de densité
Il cite des observations de type rhizotron montrant que de très faibles variations de densité apparente du sol suffisent à altérer fortement la biomasse racinaire et la qualité de l’enracinement. À ses yeux, cela montre que l’on n’a pas besoin d’attendre une compaction spectaculaire pour pénaliser la culture : une simple dégradation de la porosité peut déjà avoir des effets importants.
Les trois fertilités sont indissociables
Lionel Mesnage revient souvent sur les trois dimensions de la fertilité du sol :
- la fertilité physique ;
- la fertilité chimique ;
- la fertilité biologique.
Pour lui, ces trois fertilités sont indissociables. On ne peut pas miser uniquement sur la biologie, ni uniquement sur la chimie, ni uniquement sur la structure.
Fertilité physique
Elle comprend notamment :
- la densité du sol ;
- la porosité ;
- la portance ;
- la capacité de circulation de l’eau et de l’air.
Fertilité chimique
Elle renvoie aux équilibres de pH et à la disponibilité des éléments comme :
Il rappelle la loi du minimum, attribuée souvent à Liebig mais initiée avant lui par Carl Sprengel : l’élément le moins disponible limite l’efficacité de tous les autres.
Fertilité biologique
Elle concerne :
- la biomasse microbienne ;
- les champignons ;
- les mycorhizes ;
- les protistes ;
- les nématodes ;
- tous les processus de minéralisation et de compétition dans le sol.
Lionel Mesnage insiste sur le fait que le sol n’est pas un milieu harmonieux et simple : c’est aussi un milieu de compétition.
Tous les sols n’ont pas le même potentiel naturel
Un sol n’échappe pas à son origine
Pour Lionel Mesnage, on ne peut pas raisonner la fertilité sans tenir compte de l’origine du sol, c’est-à-dire de la roche mère. Il explique que les sols n’échappent pas à leurs origines : si la roche mère est pauvre, le sol aura naturellement des limites de fertilité.
Il prend l’exemple de la Bretagne sur schistes ou arènes granitiques, où les potentiels naturels sont souvent inférieurs à ceux de sols profonds argilo-calcaires ou limoneux.
Toutes les argiles ne se valent pas
Il rappelle aussi que parler d’argile ne suffit pas : selon qu’il s’agit de kaolinite, d’illite ou d’argiles plus gonflantes, les propriétés du sol changent fortement. Dans ses contextes bretons, il souligne la fréquence d’argiles peu favorables comme la kaolinite.
On ne fixe pas du carbone partout de la même manière
Il insiste sur un point : on ne fixe pas du carbone de la même façon dans tous les sols. Dans des sols sur schistes, il dit clairement qu’il ne faut pas rêver : on ne fixe pas facilement du carbone sur ce type de support. Cela limite aussi certaines promesses simplificatrices sur la séquestration du carbone.
L’élevage et les effluents restent des atouts majeurs
Les systèmes avec élevage gardent un avantage agronomique
Lionel Mesnage rappelle que dans les terres difficiles, l’élevage est souvent indispensable pour maintenir un bon niveau de fertilité, notamment biologique. Il estime que l’abandon de l’élevage dans certaines zones intermédiaires a contribué à fragiliser les sols et les systèmes de culture.
Supériorité fréquente des effluents sur le minéral seul
D’après son expérience de terrain, les zones fertilisées au lisier ou au digestat rivalisent très souvent avantageusement avec les zones fertilisées uniquement au chimique. Il dit avoir observé régulièrement des écarts de rendement de 10 à 20 quintaux, parfois plus, en faveur des parties recevant du lisier, à dose d’azote comparable.
Il explique cela par le fait que les effluents apportent non seulement de l’azote, mais aussi :
- d’autres éléments nutritifs ;
- de la matière organique ;
- une stimulation de la fertilité biologique ;
- une meilleure cohérence dans les équilibres du sol.
Les couverts végétaux : utiles, mais pas miraculeux
Les couverts peuvent restituer de l’azote, surtout avec les légumineuses
Pour les systèmes sans élevage, Lionel Mesnage considère que les couverts végétaux à base de légumineuses sont un levier important pour fournir de l’azote. Il cite notamment :
Il indique que si l’on veut réellement tester l’effet azote d’un couvert, il vaut mieux travailler avec les meilleures espèces, plutôt que de chercher systématiquement des mélanges très complexes.
Mais ils ne remplacent pas tout
Il met néanmoins en garde contre une vision trop simpliste. Les couverts ne peuvent pas tout compenser, surtout si :
- le sol est pauvre d’origine ;
- les éléments minéraux de base manquent ;
- la structure est dégradée ;
- le contexte climatique est défavorable.
Autrement dit, dans un sol pauvre en phosphore, potasse ou calcium, les couverts ne créeront pas spontanément ce qui n’existe pas.
L’eau, le rayonnement et la température pilotent aussi le rendement
Avant même de parler de fertilisation, Lionel Mesnage rappelle que les grandes composantes naturelles du rendement sont :
- l’eau ;
- le rayonnement ;
- la température.
Il insiste particulièrement sur :
- la disponibilité en eau ;
- le rayonnement solaire autour de la floraison et du remplissage.
Il cite des travaux montrant qu’un déficit de rayonnement à floraison ou pendant le remplissage peut faire perdre plusieurs quintaux, voire plus de 10 quintaux selon les variétés.
Pour lui, cela confirme qu’il est impossible de raisonner la fertilisation sans tenir compte du climat réel de la campagne.
Fractionner l’azote plutôt que charger tôt
Le fractionnement est au cœur de sa stratégie
Lionel Mesnage défend de manière très nette le fractionnement des apports d’azote. Il considère que l’on améliore ainsi l’efficacité de l’azote et que l’on limite les excès qui perturbent le fonctionnement biologique du sol.
Il cite plusieurs documents étrangers, notamment chinois, concluant que le fractionnement est plus important que le niveau total d’azote pour sécuriser le rendement.
Doses par passage et logique générale
Dans les échanges de fin de webinaire, il précise travailler avec des passages généralement faibles, souvent autour de 25 à 33 unités selon les contextes, sur 3, 4 voire 5 passages.
Il explique qu’en pratique :
- les apports sont espacés en général d’environ trois semaines ;
- cet intervalle peut être réduit à quinze jours selon la dynamique de la culture et l’humidité du sol ;
- il peut supprimer le premier ou le dernier passage selon la campagne.
Il précise que les apports se terminent généralement vers deux nœuds à trois nœuds, ensuite c’est au sol et au réchauffement de prendre le relais.
Pourquoi éviter les grosses doses précoces
Selon lui, les grosses doses précoces :
- rendent la plante plus paresseuse vis-à-vis de l’enracinement ;
- perturbent davantage la biologie du sol ;
- favorisent des biomasses excessives ;
- augmentent la demande en eau et en minéraux ;
- rendent la culture plus vulnérable en cas de sécheresse éclair.
Il considère que beaucoup d’agriculteurs fertilisent encore « par assurance », alors qu’en réalité cela dégrade souvent l’efficacité globale du système.
L’objectif d’environ 1 kg d’azote par quintal
Le titre du webinaire reprend cette idée : viser environ 1 kg d’azote par quintal. Lionel Mesnage ne présente pas cela comme une règle absolue applicable partout de façon mécanique, mais comme un objectif atteignable dans des systèmes bien conduits.
Il donne plusieurs exemples de terrain où l’on s’approche de ce ratio, voire où on le passe en dessous.
Exemples cités
- 78 q/ha avec 87 unités d’azote, soit environ 1,11 unité par quintal.
- 98 q/ha avec 87 unités d’azote sur Armada, donc moins de 1 unité par quintal.
- 108 q/ha avec 100 unités d’azote.
- 119 q/ha avec 133 unités d’azote dans une parcelle récupérée après conduite très organique.
- 94 q/ha avec fumier + lisier + un petit complément minéral.
- 95 q/ha avec 130 unités là où une méthode de bilan classique aurait conduit à des doses bien supérieures.
Pour lui, ces résultats montrent que l’azote n’est pas le facteur principal du rendement : il y contribue, mais n’en est pas l’unique moteur.
Exemples bretons et rôle du contexte pédoclimatique
Lionel Mesnage cite plusieurs cas d’exploitations bretonnes où les rendements sont élevés avec des doses d’azote réduites, y compris dans des sols sablo-limoneux sur schistes.
Il explique cependant que ces résultats reposent sur plusieurs piliers :
- la présence d’élevage ;
- la disponibilité d’effluents ;
- une bonne répartition de l’eau ;
- des choix variétaux adaptés ;
- des densités de semis réduites ;
- le sans labour ;
- une bonne porosité.
Il prévient que dans ces mêmes sols, sans élevage et avec des sécheresses éclairs plus fréquentes, les rendements pourraient redescendre rapidement vers 50 q/ha.
Densité de semis et type variétal
Rechercher peu de biomasse, mais une forte fertilité épi
Lionel Mesnage indique travailler depuis longtemps avec :
- des variétés qui ne tallent pas trop ;
- des variétés à forte fertilité épi ;
- des variétés à gros PMG ;
- des densités de semis faibles.
Il ne recherche pas de fortes biomasses.
Les basses densités améliorent la résilience
À ses yeux, les faibles densités permettent :
- une meilleure compensation des plantes ;
- une meilleure résilience climatique ;
- une moindre concurrence intra-spécifique ;
- un enracinement de meilleure qualité.
Il illustre cela avec des blés hybrides à 110 plantes/m² pouvant atteindre 110 q/ha, même si l’aspect visuel de la parcelle peut paraître très aéré.
Types de variétés évoqués
Dans les échanges, il cite notamment comme références historiques :
- Armada ;
- Sésame ;
- Andalou ;
- des hybrides.
Il précise éviter les variétés trop typées « gros tallage ».
Critique de la méthode du bilan et du reliquat azoté
Lionel Mesnage critique fortement l’usage classique du RSH (reliquat sortie hiver) et des méthodes de bilan standard.
Pourquoi il juge le RSH obsolète
Selon lui, le RSH ne reflète qu’un instantané, alors que sur un sol vivant les niveaux d’azote évoluent très vite :
- à l’heure ;
- au jour ;
- à la semaine ;
- au mois.
Il pose la question : pourquoi figer une décision en février alors que la culture se récolte en juillet et que tant de choses se passent entre-temps ?
Variabilité spatiale et analytique
Il souligne aussi :
- la très forte variabilité intra-parcellaire des rendements ;
- la variabilité des reliquats au sein d’une même parcelle ;
- et même des écarts entre laboratoires sur les analyses.
Pour lui, cela rend très fragile un raisonnement trop dépendant d’une mesure ponctuelle.
Une approche plus dynamique
Il défend à la place :
- une observation continue de la culture ;
- le suivi des conditions météo ;
- la prise en compte de l’humidité résiduelle des sols ;
- l’ajustement en cours de végétation.
Les interactions biologiques du sol
Lionel Mesnage développe plusieurs points sur la biologie du sol.
Le sol est un milieu de compétition
Il insiste sur le fait qu’il ne faut pas imaginer le sol comme un monde uniquement mutualiste. On y trouve :
- de la compétition ;
- du mutualisme ;
- du commensalisme ;
- de l’exploitation ;
- de la pathogénicité.
Protistes, nématodes, mycorhizes
Il cite :
- les protistes, prédateurs importants de la chaîne alimentaire microbienne ;
- les nématodes libres, dont certains favorisent indirectement la minéralisation ;
- les mycorhizes, sensibles aux excès d’azote et de phosphore soluble.
Selon lui, de fortes fertilisations perturbent ces équilibres, alors que des sols de meilleure qualité tamponnent mieux les excès.
Les plantes savent s’adapter
Il rappelle également que les plantes modifient leur enracinement selon :
- la disponibilité en nitrate ;
- la disponibilité en phosphore ;
- la disponibilité en eau ;
- la compétition avec d’autres plantes.
Elles peuvent développer plus de radicelles quand les ressources sont rares, et moins quand elles sont abondantes.
Formes d’azote et remarques pratiques
Dans les questions-réponses, Lionel Mesnage indique que la forme « passe-partout » reste pour lui l’ammonitrate, notamment en raison d’un comportement plus simple à gérer.
Il rappelle cependant que :
- l’urée présente un risque de volatilisation si les conditions ne sont pas favorables ;
- la solution azotée demande une bonne maîtrise technique ;
- il n’a pas de dogme sur la forme, mais insiste sur la nécessité de bien raisonner les conditions d’application.
L’importance de l’humidité du sol
Un point pratique important du webinaire est la prise en compte de l’humidité résiduelle du sol. Lionel Mesnage conseille l’usage d’outils accessibles issus des données Sentinel-2, via la plateforme EO Browser, pour mieux suivre l’état hydrique des parcelles.
Selon lui, cela permet de raisonner plus finement :
- le moment des apports ;
- la capacité des granulés à fondre ;
- la probabilité de valorisation des engrais.
Il estime par ailleurs que les besoins en pluie pour valoriser un apport sont souvent surestimés, notamment si l’on tient compte des rosées et de l’humidité résiduelle du sol.
Les limites de la modulation et des outils de pilotage
Lionel Mesnage n’est pas opposé à la modulation intraparcellaire, mais il en souligne les limites. Pour lui, beaucoup d’outils restent trop dépendants de la biomasse visible, sans toujours distinguer l’origine des hétérogénéités :
- manque d’eau ;
- hydromorphie ;
- baisse de fertilité ;
- accident de structure ;
- simple différence de peuplement.
Si l’outil augmente automatiquement la dose là où la biomasse est faible, sans comprendre pourquoi, cela peut conduire à des erreurs.
Les nanofertilisants
En fin d’exposé, Lionel Mesnage évoque les nanofertilisants comme une piste d’avenir, déjà plus avancée dans certains pays d’Asie. Il ne développe pas longuement leur fonctionnement, mais il indique que ces technologies permettent d’améliorer fortement l’efficacité des apports, avec moins d’azote.
Conseils synthétiques donnés en conclusion
Dans sa synthèse finale, Lionel Mesnage insiste sur plusieurs points clefs :
- suivre l’eau, mais pas seulement via la réserve utile théorique ;
- intégrer le rayonnement et la température ;
- faire de la porosité une priorité absolue ;
- accorder une grande importance à la qualité du semis ;
- choisir des variétés précoces à très précoces en sols à faible réserve utile ;
- rechercher une forte fertilité épi et un gros PMG ;
- privilégier des densités de semis faibles ;
- maintenir un bon état sanitaire ;
- fractionner l’azote en 3 à 5 passages à faibles doses ;
- ajuster le premier ou le dernier passage selon l’état de la culture ;
- ne pas se laisser piéger par l’apparence de biomasse.
Questions-réponses
Variétés et tallage
À la question sur les variétés à forte fertilité épi et gros PMG, Lionel Mesnage répond qu’il a longtemps travaillé avec Armada, mais aussi avec Sésame, Andalou et des hybrides. Il précise éviter les variétés trop orientées tallage.
Sécheresse après les premiers apports
À la question de savoir comment faire en cas de sec après deux passages de 30 unités, il répond que :
- le fractionnement garde justement de la souplesse ;
- on peut réduire l’intervalle entre passages si besoin ;
- on peut supprimer le dernier passage si le potentiel se dégrade ;
- il ne voit pas l’intérêt de charger fort au départ si l’on sait que l’eau deviendra limitante.
Herbicides d’automne et densité
Interrogé sur les parcelles sales ou à ray-grass, il répond que l’augmentation des densités pour sécuriser un programme herbicide n’est pas une solution durable. Pour lui, il faut surtout raisonner la rotation et le système plutôt que compenser toujours par plus d’intrants.
Modulation intraparcellaire
Il estime que la modulation peut être un plus, mais seulement si le paramétrage distingue correctement les causes des différences de biomasse.
Fumier en fractionnement
Sur la possibilité de fractionner les apports de fumier, il se montre plus réservé, en raison :
- de la sensibilité aux conditions météo ;
- des risques de pertes ;
- des contraintes logistiques et de tassement.
Cas d’un agriculteur en Lituanie
À un agriculteur lituanien obtenant 50 à 55 q/ha avec 110 unités d’azote, il répond qu’il faut d’abord analyser le contexte global :
- nature des sols ;
- fertilité chimique ;
- structure ;
- variétés ;
- climat local.
Il rappelle que le fractionnement est pour lui universel, mais qu’il ne suffit pas de couper une dose en plusieurs morceaux : il faut revoir l’ensemble du système.
Conclusion
Le message principal de Lionel Mesnage est que la fertilisation azotée ne peut pas être pensée isolément. Pour améliorer son efficacité, il faut raisonner l’ensemble du système sol-plante-climat :
- la porosité avant tout ;
- l’enracinement plutôt que la seule biomasse ;
- les trois fertilités ensemble ;
- les apports organiques quand ils existent ;
- des variétés et densités adaptées ;
- et surtout un fractionnement fin des apports.
Son objectif est clair : sortir d’une logique d’assurance par la dose pour aller vers une logique d’efficacité agronomique, capable dans certains cas d’approcher 1 kg d’azote par quintal produit.
