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Méthode MERCI : calculer les éléments fertilisants restitués par les couverts

01 mars 2021
Une nouvelle version de la méthode MERCI, qui estime les restitutions d’azote, de phosphore et de potassium par les cultures intermédiaires à la culture suivante, est disponible. Elle est à présent utilisable dans tout l’Hexagone grâce à l’acquisition de nombreuses références supplémentaires.

MERCI(1) (Méthode d’estimation des restitutions par les cultures intermédiaires) a été développée en 2010 par la Chambre régionale d’agriculture de Nouvelle-Aquitaine. La première version estimait les restitutions potentielles d’azote par les couverts à la culture suivante sur la base de références issues principalement de la région Poitou-Charentes.

À partir de 2018, une seconde version de MERCI a été développée, intégrant de nouvelles références provenant de toute la France métropolitaine. Ce fut l’occasion de vérifier la robustesse de la méthode à l’échelle nationale.

Outre les fournitures d’azote traitées dans cet article (figure 1), MERCI estime aussi les fournitures de phosphore, potassium, soufre et magnésium qui seront disponibles pour la culture suivante. La méthode fournit également une indication de la valeur fourragère du couvert, de son pouvoir méthanogène et de son potentiel de stockage de carbone dans le sol.

Constituer des références solides, une étape clé

Pour obtenir les quantités d’azote potentiellement restituées par la culture intermédiaire à partir d’un simple prélèvement de biomasse fraiche, MERCI calcule deux variables intermédiaires : la biomasse sèche correspondante, et la quantité d’azote absorbée par le couvert. Elle utilise pour ce faire des références de teneur en matière sèche, ainsi que de teneur en azote total de chaque espèce semée dans le couvert.

Pour cela, une nouvelle base de données relatives aux cultures intermédiaires a été constituée à partir d’essais au champ de la Chambre d’agriculture de Nouvelle Aquitaine, d’Arvalis et d’INRAE-Toulouse, partenaires du projet MERCI. Des essais provenant de 45 autres organismes agricoles - chambres d’agriculture, instituts techniques, organismes de recherche, semenciers, GEVES, établissements d’enseignement agricole, coopératives... - complètent cette base de données. Au total 1206 essais, conduits très majoritairement en France métropolitaine mais aussi en Suisse et en Belgique entre 1983 et 2020, renseignent 49 espèces de culture intermédiaire.

Les premières références nécessaires concernent donc la teneur en matière sèche d’un couvert. Cette teneur augmente avec la durée de croissance du couvert, c’est-à-dire la période entre son semis et sa destruction ; cette durée dépend, à son tour, du mode de conduite du couvert. La teneur en matière sèche varie, en outre, selon l’espèce semée. Afin de prendre en compte ces dépendances pour la version 2 de MERCI, les références de teneur en matière sèche ont été établies par espèce et pour quatre classes de durée de croissance du couvert - moins de 90 jours, de 90 à 120 jours, de 120 à 180 jours, et plus de 180 jours (tableau 1), contre trois classes seulement dans la version 1.


En raison d’un phénomène de dilution de l’azote dans la biomasse, la teneur en azote diminue, quant à elle, quand la biomasse produite augmente. La version 2 élargit le domaine de validité de la méthode, avec des références pour les couverts détruits tardivement et donc de forte biomasse. C’est pourquoi les références de teneur en azote ont été produites par espèce, pour cinq classes de biomasse sèche (tableau 1). Les légumineuses ont globalement une teneur en azote plus élevée que les autres familles et, chez elles, le phénomène de dilution de l’azote dans la biomasse est moins marqué. Dans le cas des couverts comprenant plusieurs espèces, la méthode MERCI prend partiellement en compte l’interaction entre espèces (encadré).

Dans la version 2, l’azote des racines est également pris en compte pour estimer la quantité d’azote absorbée grâce à des références de terrain du ratio « biomasse racinaire/biomasse aérienne » et de teneurs en azote des racines établies pour chaque espèce de culture intermédiaire.

Le même principe s’applique pour estimer les quantités de carbone, phosphore, potassium, soufre et magnésium contenues dans les couverts, mais étant donné le nombre de références plus limité, seule une teneur moyenne est disponible pour ces éléments, quelle que soit la biomasse de l’espèce.

Pour estimer l’azote potentiellement disponible pour la culture suivante, un taux de minéralisation est appliqué à la quantité d’azote prélevée par le couvert puis restituée au sol. Sa valeur varie notamment en fonction du rapport « carbone/azote » (C/N) des espèces composant le couvert végétal ; plus ce rapport est faible, plus la minéralisation est rapide et importante. Les références utilisées dans la méthode MERCI ont été obtenues par simulation à l’aide du modèle STICS(2) d’INRAE pour différents rapports C/N, et dans une large gamme de contextes pédoclimatiques et de dates de destruction des couverts(3).

Une méthode robuste et fiable

L’analyse des teneurs en matière sèche et en azote du couvert a montré que la prise en compte de la durée de croissance et de la biomasse ne traduit pas toute la variabilité observée dans les essais. Afin de tenir compte d’un effet éventuel du climat de l’année sur ces deux paramètres, la relation entre la teneur en matière sèche et la somme de température a été étudiée. Il en ressort que cette dernière variable n’apporte pas de précision supplémentaire par rapport à la durée de croissance du couvert.

D’autres possibles facteurs de variation ont été étudiés, tels qu’un effet éventuel de la région, du type de sol ou de la disponibilité de l’azote du sol. Cependant, soit ses informations n’étaient disponibles que pour un nombre trop limité d’essais, soit l’analyse n’a pas montré d’effet significatif de ces facteurs sur les teneurs en matière sèche et en azote.

Néanmoins, l’évaluation menée sur la qualité prédictive de la méthode a montré que MERCI fournit des estimations fiables et satisfaisantes de biomasse sèche, de quantité d’azote absorbée et de restitutions d’azote.

(1) Le projet MERCI a été conduit dans le cadre de l’appel à projet CASDAR Arpida (Animation Régionale des Partenariats pour l’Innovation et le Développement Agricole) n°775, et a été piloté par la chambre régionale d’Agriculture de Nouvelle Aquitaine en collaboration avec Arvalis, INRAE, Bordeaux Science Agro et la chambre départementale d’Agriculture de Charente-Maritime.

(2) Lire aussi l’article « Couverts végétaux : maximiser les restitutions d’azote », Perspectives Agricoles n°480, septembre 2020, p24-27.

(3) Plus d’informations sur ce modèle sur http://arvalis.info/22i.

En savoir plusLa méthode MERCI et son guide d’utilisation détaillé sont en libre accès sur une plateforme internet dédiée : https://methode-merci.fr. Comment prend-elle en compte l’azote contenu dans les racines et calcule-t-elle les teneurs des autres éléments nutritifs ? Comment interpréter ses résultats ? Des réponses sur http://arvalis.info/22

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