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Technologies pour estimer l'état nutritionnel des plantes :
  de la feuille à la parcelle
 B. Tisseyre
 UMR ITAP, Montpellier SupAgro/Cemagref, France




             Atelier : les technologies au service de la
             nutrition des plantes




Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
Plan


             Introduction
             Les Enjeux
             Les différentes techniques
                             Techniques de base
                             Techniques directes
                             Techniques indirectes
             L’intégration
             Perspectives



Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
Introduction
    Estimation de l’état nutritionnel
    Tous les éléments nécessaires : croissance et développement


                        CO2
                        O2


                        H2O

        N, P, K : éléments principaux, (besoins plusieurs kg/ha)




Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
Introduction
    Estimation de l’état nutritionnel
    Tous les éléments nécessaires : croissance et développement


                        CO2
                        O2


                        H2O

        N, P, K : éléments principaux, (besoins plusieurs kg/ha)
        Ca, Mg, S : Eléments secondaires, (besoins 100 aines de g/ha)


Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
Introduction
    Estimation de l’état nutritionnel
    Tous les éléments nécessaires : croissance et développement


                        CO2
                        O2


                        H2O

        N, P, K : éléments principaux, (besoins plusieurs kg/ha)
        Ca, Mg, S : Eléments secondaires, (besoins 100 aines de g/ha)
        B, Fe, Cu, Mn,…Oligo-éléments, (besoins quelques g/ha)
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L’enjeu de l’azote
     Technologies opérationnelles pour estimer l’état nutritionnel
     Toutes référent au statut azoté
     - Enjeux de productivité
     Un des plus importants facteurs de production des grandes cultures,




                                                           Sources : Comifer
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L’enjeu de l’azote
     En kg d’élément fertilisant/ha




                                             Sources : UNIFA-fertilizers Europe (2011)
Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
L’enjeu de l’azote
     Technologies opérationnelles pour estimer l’état nutritionnel
     Toutes référent au statut azoté
     -   Enjeux de productivité
     - Enjeux de maîtrise de la qualité
     La teneur en azote ou en protéines des récoltes




                                                       Sources : Comifer
Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
L’enjeu de l’azote
     Technologies opérationnelles pour estimer l’état nutritionnel
     Toutes référent au statut azoté
      -   Enjeux de productivité
      -   Enjeux de maîtrise de la qualité
     - Enjeux de qualité de l’eau et de l’air
     Une forme dissoute mobile, (NO3-) sujette à lixiviation, Directive européenne*
     sur le nitrate vise à limiter la teneur en nitrate dans les nappes. (NH3 :
     ammoniac) est volatile et vient contaminer l’atmosphère.




 * Directive n° 91/676/CEE du 12/12/91 concernant la protection des eaux contre la pollution par les nitrates à
 partir de sources agricoles.

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L’enjeu de l’azote
     Technologies opérationnelles pour estimer l’état nutritionnel
     Toutes référent au statut azoté
     -   Enjeux de productivité
     -   Enjeux de maîtrise de la qualité
     -   Enjeux de qualité de l’eau et de l’air
     - Enjeux économique et énergétique
     Production de 1kg d’amonitrate = 2 litre de fuel (synthèse à partir du gaz
     naturel). 50 % de l’intrant énergétique en agriculture. Un prix indexé sur le
     pétrole.




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L’enjeu de l’azote
     Technologies opérationnelles pour estimer l’état nutritionnel
     Toutes référent au statut azoté
     -   Enjeux de productivité
     -   Enjeux de maîtrise de la qualité
     -   Enjeux de qualité de l’eau et de l’air
     -   Enjeux économique et énergétique

                      Estimer l’état nutritionnel azoté est un grand enjeux
                      - Apporter la bonne dose, au bon moment




Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
Les Bases des techniques

      - Un fractionnement des apports




                                             Source : Comifer
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Les Bases des techniques

      Besoins en outils spécifiques pour mesurer l’état nutritionnel




                                Etat nutritionnel
                                                    Mesure de l’état
                                estimé par bilan
                                                    nutritionnel
                                (Comifer)




                                                            Source : Comifer
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Les Bases des techniques
  Techniques issues de l’agriculture de précision intéressantes pour
  améliorer la résolution spatiale du bilan :

            - Sol (profondeur, texture) pour estimer la minéralisation ou
            les reliquats.
                 Techniques géophysiques (ERa, ECa)
                    (Géocarta, Défisol)

            - Azote absorbé et restitué par la culture par estimation de la
              biomasse entrée et sortie hiver.
                       (Farmstar, Colza)




       0,2 kg/m²         0,4 kg/m²           1 kg/m²
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Les techniques directes
     Ces techniques consistent à mesurer l’azote dans la plante :
     -   Prélever un échantillon,
     -   Extraire le jus cet échantillon (base des tiges, pétiole) par pression,
     -   Doser l’azote présent dans le jus afin d’en déduire son état nutritionnel
         par rapport à un état de référence à la date t ; Indice de nutrition azoté
         INN (Lemaire et Gastal, 1997).

     Exemples :
     -   Jubil®, Inra/Arvalis (blé, blé dur, orge, pdt, maïs),
     -   Ramses ®, Invivo (blé, blé dur, orge),
     -   PILazo ®, Ctifl ( Carotte, melon, fraisier, pdt primeur, tomate, aubergine),




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Les techniques directes
     Ces techniques consistent à l’azote dans la plante :
     -   Prélever un échantillon,
     -   Extraire le jus cet échantillon (base des tiges, pétiole) par pression,
     -   Doser l’azote présent dans le jus afin d’en déduire son état nutritionnel
         (par rapport à un état de référence).


     Exemples :
     -   Jubil®, Inra/Arvalis (blé, blé dur, orge, pdt, maïs),
     -   Ramses ®, Invivo (blé, blé dur, orge),
     -   PILazo ®, Ctifl ( Carotte, melon, fraisier, pdt primeur, tomate, aubergine),


                Principe reposant sur mesure de
                bandelettes colorimétriques
                900 € HT
                4 €/ha
                                                                     Sources : Nitralab RQFFlex
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Les techniques directes

           Adoption : ?? (quelques 100 aines de milliers d’ha)

           Intérêts :
           -   Méthode sensible,
           -   Assez Spécifique ,
           -   Réunion de sensibilisation (au silo),
           -   Peu coûteuse (4 €/ha),

           Inconvénients :
           -   Fidélité (sensible à l’échantillonneur),
           -   Lourdeur de la préparation de l’échantillon,
           -   Méthodes destructives,
           -   Représentativité et résolution spatiale (60 tiges/pétioles),


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Les techniques indirectes
  Méthodes basées sur les propriétés optiques des feuilles



                                                   Azote : constituant principal de la
                                                   chlorophylle a et b


                       Sources : wikipédia




                                 Sources : wikipédia
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Les techniques indirectes
  Méthodes basées sur les propriétés optiques des feuilles



                                              Azote : constituant principal de la
                                              chlorophylle a et b


                       Sources : wikipédia

                                                          Mesure par Réflectance

                                                          Mesure par transmittance


                                                          Mesure par fluorescence
                          Sources : Force A
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Les techniques indirectes
  Méthodes basées sur les propriétés optiques des feuilles




       Source : wikipédia




                                                       Source : Feret, 2009
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Les techniques indirectes
  Méthodes basées sur les propriétés optiques des feuilles
       Elaboration d’indice à partir de :
                             - 2 : constant pour une variété considérée (structure)
                             - 1 : variable en fonction chla, chlb  azote




                                                                         Source : Feret, 2009
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Les techniques indirectes
  Méthodes basées sur les propriétés optiques des feuilles
       Mesures par transmittance :
       - sur le limbe ou le pétiole,
       - Appareil à pince (transmittance),
       - continuité des méthodes basées sur le jus de tige,
       Exemples :
       -   N tester®, Yara, Arvalis (blé, blé dur, orge, pdt, maïs), (650/950 nm)
       -   SPAD®, Invivo, Konika, Minolta (blé, blé dur, orge, riz), (650/940 nm)




                                                                 (4 €/ha),
                                                                Env : 1500-2000 €
                Source : Yara                Source : Minolta
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Les techniques indirectes
        Méthodes basées sur la transmittance


         Adoption : ?? (env. 2000 appareils en France)

         Intérêts similaires à méthodes directes:
         -   Similaires à méthodes directes,
         -   Non destructive

         Inconvénients :
         -   Similaires méthodes directes,
         -   Représentativité (intra-feuille) et résolution spatiale (30
             feuilles/parcelles),




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Les techniques indirectes
        Méthodes basées sur la réflectance
                                      - Proxidétection
                                      - Télédétection




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Les techniques indirectes
        Méthodes basées sur la réflectance
                                      - Proxidétection


         - Mesures à quelques cm du couvert végétal,

        - Une difficulté, la réflectance est sensible aux conditions
        d’acquisition,

                 -   Ces méthodes fonctionnent généralement en relatif par
                     comparaison d’une bande sur fertilisée (30 m), ou d’une
                     référence autre avec le reste de la parcelle.
                 -   Calcul d’un indice INN « local ».




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Les techniques indirectes
        Méthodes basées sur la réflectance
                                      - Proxidétection
        Exemples :
        -   GPN Pilot®, GPN Agriculture (blé, blé dur, orge) (env. 3000 €),
        -   GreenSeeker®, Trimble, (blé, blé dur, orge, mais, coton), (5000 €),
        -   N Sensor ®, Yara, (blé, blé dur, orge) (18000 €)
        -   Satscan ™, Satplan + Greenseeker (blé, orge) (20000€)




                      Source : N tech/Trimble


 Source : GPN agriculture                        Source : Yara
                                                                   Source : Satplan
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Les techniques indirectes
        Méthodes basées sur la réflectance (Proxidétection)


          Adoption : pour N sensor env. 1500 appareils en Allemagne, 500 en GB,
          150 en France, Danemark, Ukraine.

          Intérêts :
          -   Assez Spécifique (confusion possible avec Chlorose)
          -   Rend la modulation possible,

          Inconvénients :
          -   Sensibilité à la variation de biomasse, sol nu, adventices
          -   Fidélité (sensible à l’échantillonneur),
          -   Lourdeur de la bande de référence à mettre en œuvre,
          -   Représentativité variable,



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Les techniques indirectes
        Méthodes basées sur la réflectance
                                      - Télédétection (satellite)

         - Corrections radiométriques,
         - Sensibilité à la variabilité de la biomasse,


                     Deux approches :

                     - Approches relatives (INN local) basée sur parcelles de
                     référence et/ou observations locales (Farmsat®, SoilSense®
                     Geosys)

                     - Inversion de modèle biophysique => estimation de la
                     biomasse au sol et de la teneur en chlorophylle (Farmstar ®,
                     Astrium).

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Les techniques indirectes
        Méthodes basées sur la réflectance
                                         - Télédétection (drone, avion, satellite)
        Exemples :
        -   Farmsat®, Géosys (blé, blé dur, orge) (env. 10 €/ha),
        -   Farmstar®, Astrium, Arvalis, Cetiom, (blé, orge, colza), (10 €/ha),




                     Sources : Astrium                         Sources : Géosys


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Les techniques indirectes
        Méthodes basées sur la réflectance (Proxidétection)

           Adoption : 600 000 ha (farmstar, France), ?? (Farmsat) avec un marché
           international

           Intérêts :
           -   Exhaustivité spatiale (fonction de la résolution de l’image),
           -   Conseil associé (mode de distribution),
           -   Non destructive,
           -   Rend la modulation possible,

           Inconvénients :
           -   Spécificité,
           -   Coût, abonnement,
           -   Délai (zones septentrionnales)


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Les techniques indirectes
        Méthodes basées sur la fluorescence (Proxidétection)


                                             Principe
                                             -   Excitation de la chlorophylle (UV),
                                             -   Détection émission chlorophyllienne
                                                 (630-800 nm),

                    Sources : Force A




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Les techniques indirectes
         Méthodes basées sur la fluorescence (Proxidétection)

     Exemples :
     -   Dualex ®, Force-A (5800 €)
     -   Multiplex ®, Force-A (27 900 €)




                               Mesure du NBI (Nutritional balance index)
                               - Métabolite primaire : Chlorophylle,
                               - Métabolite secondaire : Flavonols,


           Sources : Force-A




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Des techniques intégrées
                                       Distributeurs

       Sociétés privées                                             Instituts techniques
    (Yara, GPN, Astrium, etc.)         Elaboration d’outils            Associations
                                     Seuls ou en collaboration    (Arvalis, CTIFL, Comifer, etc.)




                                       Prescripteurs
     Coopératives, Chambres
      d’agriculture, conseil.           Distribution, Conseil,
                                        Utilisation, assistance                 Information,
                                            technique, etc.                  avertissement, etc.



                                       Agriculteurs
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Perspectives
    - Méthodes directes (dosage chimique de pétiole)
       - teneur en K, Mg, Ca, Fe, etc. de pétioles,
          - identification de carences ou d’évolution moyen terme,
          - enjeux : références adaptées




Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
Perspectives
    - Méthodes directes (dosage chimique de pétiole)
       - teneur en K, Mg, Ca, Fe, etc. de pétioles,
          - identification de carences ou d’évolution moyen terme,
          - enjeux : référénces adaptées

    - Spectrométrie/ Imagerie hyperspectrale
       - teneur en K de feuilles d’oranger en laboratoire (Menasetti et al. 2010),
          - déficience en K de feuilles d’oliviers au champs (Gomez-Casero et al., 2007),
          - niveaux de P et K sur des prairies (Kawamura et al., 2011),
          - identification de signatures spécifiques dans le moyen infra-rouge (Jaquemoud, 2011)




Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
Perspectives
    - Méthodes directes (dosage chimique de pétiole)
       - teneur en K, Mg, Ca, Fe, etc. de pétioles,
          - identification de carences ou d’évolution moyen terme,
          - enjeux : référénces adaptées

    - Spectrométrie/ Imagerie hyperspectrale
       - teneur en K de feuilles d’oranger en laboratoire (Menasetti et al. 2010),
          - déficience en K de feuilles d’oliviers au champs (Gomez-Casero et al., 2007),
          - niveaux de P et K sur des prairies (Kawamura et al., 2011),
          - identification de signatures spécifiques dans le moyen infra-rouge (Jaquemoud, 2011)

  - Spectrométrie d’impédance
     - état général de stress sur plante ornementale (Azzarello et al. , 2006),
        - état général de stress sur tomate sous serre (Tomkiewicz et al., 2007),



Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
Conclusion

   - Grande diversité d’outils opérationnels pour estimer l’état
     nutrionnel azoté,

   - Une application limitée… 3éme apport d’azote,

   - Méthodes spécifiques restent destructives (analyses chimiques),

   - Développement de méthodes non destructives mais pour un état
     de stress général et non spécifique d’un élément.




Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
Merci




Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
L’enjeu de l’azote




                                             Sources : Comifer
Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
Les techniques directes

           Adoption : ?? (quelques 100 aines de milliers d’ha)

           Intérêts :
           -   Méthode sensible,
           -   Assez Spécifique ,
           -   Réunion de sensibilisation (au silo),
           -   Peu coûteuse (4 €/ha),

           Inconvénients :
           -   Fidélité (sensible à l’échantillonneur),
           -   Lourdeur de la préparation de l’échantillon,
           -   Méthodes destructives,
           -   Représentativité et résolution spatiale (60 tiges/pétioles),


Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012

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Atelier 2 - Les technologies au service de la nutrition des plantes : Les technologies pour estimer l'état nutritionnel des plantes : de la feuille à la parcelle

  • 1. Technologies pour estimer l'état nutritionnel des plantes : de la feuille à la parcelle B. Tisseyre UMR ITAP, Montpellier SupAgro/Cemagref, France Atelier : les technologies au service de la nutrition des plantes Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 2. Plan Introduction Les Enjeux Les différentes techniques Techniques de base Techniques directes Techniques indirectes L’intégration Perspectives Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 3. Introduction Estimation de l’état nutritionnel Tous les éléments nécessaires : croissance et développement CO2 O2 H2O N, P, K : éléments principaux, (besoins plusieurs kg/ha) Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 4. Introduction Estimation de l’état nutritionnel Tous les éléments nécessaires : croissance et développement CO2 O2 H2O N, P, K : éléments principaux, (besoins plusieurs kg/ha) Ca, Mg, S : Eléments secondaires, (besoins 100 aines de g/ha) Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 5. Introduction Estimation de l’état nutritionnel Tous les éléments nécessaires : croissance et développement CO2 O2 H2O N, P, K : éléments principaux, (besoins plusieurs kg/ha) Ca, Mg, S : Eléments secondaires, (besoins 100 aines de g/ha) B, Fe, Cu, Mn,…Oligo-éléments, (besoins quelques g/ha) Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 6. L’enjeu de l’azote Technologies opérationnelles pour estimer l’état nutritionnel Toutes référent au statut azoté - Enjeux de productivité Un des plus importants facteurs de production des grandes cultures, Sources : Comifer Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 7. L’enjeu de l’azote En kg d’élément fertilisant/ha Sources : UNIFA-fertilizers Europe (2011) Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 8. L’enjeu de l’azote Technologies opérationnelles pour estimer l’état nutritionnel Toutes référent au statut azoté - Enjeux de productivité - Enjeux de maîtrise de la qualité La teneur en azote ou en protéines des récoltes Sources : Comifer Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 9. L’enjeu de l’azote Technologies opérationnelles pour estimer l’état nutritionnel Toutes référent au statut azoté - Enjeux de productivité - Enjeux de maîtrise de la qualité - Enjeux de qualité de l’eau et de l’air Une forme dissoute mobile, (NO3-) sujette à lixiviation, Directive européenne* sur le nitrate vise à limiter la teneur en nitrate dans les nappes. (NH3 : ammoniac) est volatile et vient contaminer l’atmosphère. * Directive n° 91/676/CEE du 12/12/91 concernant la protection des eaux contre la pollution par les nitrates à partir de sources agricoles. Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 10. L’enjeu de l’azote Technologies opérationnelles pour estimer l’état nutritionnel Toutes référent au statut azoté - Enjeux de productivité - Enjeux de maîtrise de la qualité - Enjeux de qualité de l’eau et de l’air - Enjeux économique et énergétique Production de 1kg d’amonitrate = 2 litre de fuel (synthèse à partir du gaz naturel). 50 % de l’intrant énergétique en agriculture. Un prix indexé sur le pétrole. Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 11. L’enjeu de l’azote Technologies opérationnelles pour estimer l’état nutritionnel Toutes référent au statut azoté - Enjeux de productivité - Enjeux de maîtrise de la qualité - Enjeux de qualité de l’eau et de l’air - Enjeux économique et énergétique Estimer l’état nutritionnel azoté est un grand enjeux - Apporter la bonne dose, au bon moment Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 12. Les Bases des techniques - Un fractionnement des apports Source : Comifer Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 13. Les Bases des techniques Besoins en outils spécifiques pour mesurer l’état nutritionnel Etat nutritionnel Mesure de l’état estimé par bilan nutritionnel (Comifer) Source : Comifer Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 14. Les Bases des techniques Techniques issues de l’agriculture de précision intéressantes pour améliorer la résolution spatiale du bilan : - Sol (profondeur, texture) pour estimer la minéralisation ou les reliquats. Techniques géophysiques (ERa, ECa) (Géocarta, Défisol) - Azote absorbé et restitué par la culture par estimation de la biomasse entrée et sortie hiver. (Farmstar, Colza) 0,2 kg/m² 0,4 kg/m² 1 kg/m² Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 15. Les techniques directes Ces techniques consistent à mesurer l’azote dans la plante : - Prélever un échantillon, - Extraire le jus cet échantillon (base des tiges, pétiole) par pression, - Doser l’azote présent dans le jus afin d’en déduire son état nutritionnel par rapport à un état de référence à la date t ; Indice de nutrition azoté INN (Lemaire et Gastal, 1997). Exemples : - Jubil®, Inra/Arvalis (blé, blé dur, orge, pdt, maïs), - Ramses ®, Invivo (blé, blé dur, orge), - PILazo ®, Ctifl ( Carotte, melon, fraisier, pdt primeur, tomate, aubergine), Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 16. Les techniques directes Ces techniques consistent à l’azote dans la plante : - Prélever un échantillon, - Extraire le jus cet échantillon (base des tiges, pétiole) par pression, - Doser l’azote présent dans le jus afin d’en déduire son état nutritionnel (par rapport à un état de référence). Exemples : - Jubil®, Inra/Arvalis (blé, blé dur, orge, pdt, maïs), - Ramses ®, Invivo (blé, blé dur, orge), - PILazo ®, Ctifl ( Carotte, melon, fraisier, pdt primeur, tomate, aubergine), Principe reposant sur mesure de bandelettes colorimétriques 900 € HT 4 €/ha Sources : Nitralab RQFFlex Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 17. Les techniques directes Adoption : ?? (quelques 100 aines de milliers d’ha) Intérêts : - Méthode sensible, - Assez Spécifique , - Réunion de sensibilisation (au silo), - Peu coûteuse (4 €/ha), Inconvénients : - Fidélité (sensible à l’échantillonneur), - Lourdeur de la préparation de l’échantillon, - Méthodes destructives, - Représentativité et résolution spatiale (60 tiges/pétioles), Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 18. Les techniques indirectes Méthodes basées sur les propriétés optiques des feuilles Azote : constituant principal de la chlorophylle a et b Sources : wikipédia Sources : wikipédia Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 19. Les techniques indirectes Méthodes basées sur les propriétés optiques des feuilles Azote : constituant principal de la chlorophylle a et b Sources : wikipédia Mesure par Réflectance Mesure par transmittance Mesure par fluorescence Sources : Force A Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 20. Les techniques indirectes Méthodes basées sur les propriétés optiques des feuilles Source : wikipédia Source : Feret, 2009 Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 21. Les techniques indirectes Méthodes basées sur les propriétés optiques des feuilles Elaboration d’indice à partir de : - 2 : constant pour une variété considérée (structure) - 1 : variable en fonction chla, chlb  azote Source : Feret, 2009 Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 22. Les techniques indirectes Méthodes basées sur les propriétés optiques des feuilles Mesures par transmittance : - sur le limbe ou le pétiole, - Appareil à pince (transmittance), - continuité des méthodes basées sur le jus de tige, Exemples : - N tester®, Yara, Arvalis (blé, blé dur, orge, pdt, maïs), (650/950 nm) - SPAD®, Invivo, Konika, Minolta (blé, blé dur, orge, riz), (650/940 nm) (4 €/ha), Env : 1500-2000 € Source : Yara Source : Minolta Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 23. Les techniques indirectes Méthodes basées sur la transmittance Adoption : ?? (env. 2000 appareils en France) Intérêts similaires à méthodes directes: - Similaires à méthodes directes, - Non destructive Inconvénients : - Similaires méthodes directes, - Représentativité (intra-feuille) et résolution spatiale (30 feuilles/parcelles), Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 24. Les techniques indirectes Méthodes basées sur la réflectance - Proxidétection - Télédétection Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 25. Les techniques indirectes Méthodes basées sur la réflectance - Proxidétection - Mesures à quelques cm du couvert végétal, - Une difficulté, la réflectance est sensible aux conditions d’acquisition, - Ces méthodes fonctionnent généralement en relatif par comparaison d’une bande sur fertilisée (30 m), ou d’une référence autre avec le reste de la parcelle. - Calcul d’un indice INN « local ». Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 26. Les techniques indirectes Méthodes basées sur la réflectance - Proxidétection Exemples : - GPN Pilot®, GPN Agriculture (blé, blé dur, orge) (env. 3000 €), - GreenSeeker®, Trimble, (blé, blé dur, orge, mais, coton), (5000 €), - N Sensor ®, Yara, (blé, blé dur, orge) (18000 €) - Satscan ™, Satplan + Greenseeker (blé, orge) (20000€) Source : N tech/Trimble Source : GPN agriculture Source : Yara Source : Satplan Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 27. Les techniques indirectes Méthodes basées sur la réflectance (Proxidétection) Adoption : pour N sensor env. 1500 appareils en Allemagne, 500 en GB, 150 en France, Danemark, Ukraine. Intérêts : - Assez Spécifique (confusion possible avec Chlorose) - Rend la modulation possible, Inconvénients : - Sensibilité à la variation de biomasse, sol nu, adventices - Fidélité (sensible à l’échantillonneur), - Lourdeur de la bande de référence à mettre en œuvre, - Représentativité variable, Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 28. Les techniques indirectes Méthodes basées sur la réflectance - Télédétection (satellite) - Corrections radiométriques, - Sensibilité à la variabilité de la biomasse, Deux approches : - Approches relatives (INN local) basée sur parcelles de référence et/ou observations locales (Farmsat®, SoilSense® Geosys) - Inversion de modèle biophysique => estimation de la biomasse au sol et de la teneur en chlorophylle (Farmstar ®, Astrium). Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 29. Les techniques indirectes Méthodes basées sur la réflectance - Télédétection (drone, avion, satellite) Exemples : - Farmsat®, Géosys (blé, blé dur, orge) (env. 10 €/ha), - Farmstar®, Astrium, Arvalis, Cetiom, (blé, orge, colza), (10 €/ha), Sources : Astrium Sources : Géosys Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 30. Les techniques indirectes Méthodes basées sur la réflectance (Proxidétection) Adoption : 600 000 ha (farmstar, France), ?? (Farmsat) avec un marché international Intérêts : - Exhaustivité spatiale (fonction de la résolution de l’image), - Conseil associé (mode de distribution), - Non destructive, - Rend la modulation possible, Inconvénients : - Spécificité, - Coût, abonnement, - Délai (zones septentrionnales) Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 31. Les techniques indirectes Méthodes basées sur la fluorescence (Proxidétection) Principe - Excitation de la chlorophylle (UV), - Détection émission chlorophyllienne (630-800 nm), Sources : Force A Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 32. Les techniques indirectes Méthodes basées sur la fluorescence (Proxidétection) Exemples : - Dualex ®, Force-A (5800 €) - Multiplex ®, Force-A (27 900 €) Mesure du NBI (Nutritional balance index) - Métabolite primaire : Chlorophylle, - Métabolite secondaire : Flavonols, Sources : Force-A Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 33. Des techniques intégrées Distributeurs Sociétés privées Instituts techniques (Yara, GPN, Astrium, etc.) Elaboration d’outils Associations Seuls ou en collaboration (Arvalis, CTIFL, Comifer, etc.) Prescripteurs Coopératives, Chambres d’agriculture, conseil. Distribution, Conseil, Utilisation, assistance Information, technique, etc. avertissement, etc. Agriculteurs Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 34. Perspectives - Méthodes directes (dosage chimique de pétiole) - teneur en K, Mg, Ca, Fe, etc. de pétioles, - identification de carences ou d’évolution moyen terme, - enjeux : références adaptées Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 35. Perspectives - Méthodes directes (dosage chimique de pétiole) - teneur en K, Mg, Ca, Fe, etc. de pétioles, - identification de carences ou d’évolution moyen terme, - enjeux : référénces adaptées - Spectrométrie/ Imagerie hyperspectrale - teneur en K de feuilles d’oranger en laboratoire (Menasetti et al. 2010), - déficience en K de feuilles d’oliviers au champs (Gomez-Casero et al., 2007), - niveaux de P et K sur des prairies (Kawamura et al., 2011), - identification de signatures spécifiques dans le moyen infra-rouge (Jaquemoud, 2011) Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 36. Perspectives - Méthodes directes (dosage chimique de pétiole) - teneur en K, Mg, Ca, Fe, etc. de pétioles, - identification de carences ou d’évolution moyen terme, - enjeux : référénces adaptées - Spectrométrie/ Imagerie hyperspectrale - teneur en K de feuilles d’oranger en laboratoire (Menasetti et al. 2010), - déficience en K de feuilles d’oliviers au champs (Gomez-Casero et al., 2007), - niveaux de P et K sur des prairies (Kawamura et al., 2011), - identification de signatures spécifiques dans le moyen infra-rouge (Jaquemoud, 2011) - Spectrométrie d’impédance - état général de stress sur plante ornementale (Azzarello et al. , 2006), - état général de stress sur tomate sous serre (Tomkiewicz et al., 2007), Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 37. Conclusion - Grande diversité d’outils opérationnels pour estimer l’état nutrionnel azoté, - Une application limitée… 3éme apport d’azote, - Méthodes spécifiques restent destructives (analyses chimiques), - Développement de méthodes non destructives mais pour un état de stress général et non spécifique d’un élément. Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 39. L’enjeu de l’azote Sources : Comifer Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012
  • 40. Les techniques directes Adoption : ?? (quelques 100 aines de milliers d’ha) Intérêts : - Méthode sensible, - Assez Spécifique , - Réunion de sensibilisation (au silo), - Peu coûteuse (4 €/ha), Inconvénients : - Fidélité (sensible à l’échantillonneur), - Lourdeur de la préparation de l’échantillon, - Méthodes destructives, - Représentativité et résolution spatiale (60 tiges/pétioles), Journée Qu@liméditerranée 16 Novembre 2012