La fertilisation foliaire potassique et borique : Une technologie prometteuse pour améliorer le rendement et la qualité de la betterave sucrière

Introduction

La filière sucrière est une composante essentielle de la politique de développement du secteur agricole marocain et a bénéficié d’importants investissements publics. En effet, le Maroc fournit d’énormes efforts afin de réaliser une autosuffisance relative en sucre, une denrée alimentaire de base.

Actuellement, la demande locale en sucre est satisfaite en moyenne à près de la moitié par la production nationale. Le reste est essentiellement satisfait par les importations de sucre brut qui est raffiné localement.

Par son poids social, les cultures sucrières fournissent annuellement l’équivalent de 9 millions de journées de travail saisonnier dans l’agriculture et 3 000 emplois permanents dans l’agro-industrie.

Malgré les atouts de la filière betteravière, qui sont une organisation autour d’un opérateur national et une grande marge de productivité, plusieurs contraintes limitent encore son développement et cela est en partie reflété par une productivité moyenne au niveau national de près 60 T/ha contre un potentiel de plus de 100 T/ha chez les agriculteurs performants des périmètres betteraviers du Maroc.

Pour augmenter la productivité de la betterave sucrière, plusieurs techniques doivent être améliorées au niveau de toutes les opérations culturales. Ceci est particulièrement vrai pour la fertilisation du fait qu’elle est une technique déterminante pour le rendement et la qualité de la betterave sucrière. En effet, il est fondamental de maîtriser la fertilisation, notamment potassique et borique, puisque la betterave sucrière exige des grandes quantités en potassium et est très sensible à une carence en bore.

La présente étude vise à évaluer la fertilisation foliaire potassique et borique, une technique très prometteuse, pour optimiser la gestion de la fertilisation potassique et borique dans deux régions betteravières du Maroc (Gharb et Tadla) en vue de réduire les écarts de rendements, de maîtriser la fertilisation avec efficience et de préserver la qualité du sol. L’étude vise également à déterminer le stade et la dose optimums pour obtenir un rendement rentable à travers des essais chez les agriculteurs de deux régions betteravières du Maroc, Gharb et Tadla, durant la campagne 2017-2018.

Rôles du potassium et du bore pour la betterave sucrière

Il est admis que les besoins de la betterave sucrière en éléments minéraux dépendent du niveau de production escompté. Par ailleurs, la betterave sucrière est très consommatrice en éléments minéraux, particulièrement les macroéléments, à savoir le potassium, phosphore et l’azote. En effet, une récolte de betterave à sucre prélève par tonne de racines 4 à 4,5 kg d’azote, 1,5 à 2,5 kg de phosphore et 6 à 7 kg de potassium.

Le potassium joue un rôle bénéfique dans le développement de la betterave sucrière puisqu’il améliore la production et la translocation des hydrates de carbone de la partie aérienne vers la partie racinaire permettant ainsi, en cas d’une bonne maîtrise de la fertilisation potassique, d’obtenir un rendement satisfaisant en quantité et en qualité. A la récolte, la grande partie du potassium absorbée (2/3) se trouve au niveau des feuilles et les exportations de la betterave peuvent atteindre 800 Kg de K2O/ha.

Le rôle bénéfique du potassium pour le rendement de la betterave à sucre est essentiellement au niveau de la production des hydrates de carbone par photosynthèse et leur transfert vers la racine. En raison de ses fonctions osmotiques, le potassium a également un rôle bien connu dans l’optimisation de la régulation stomatique en vue d’une utilisation efficience de l’eau du sol. A l’aide du potassium, le niveau d’ouverture des stomates est continuellement ajusté au niveau de la plante pour optimiser son fonctionnement dans un environnement hydrique variable.

Concernant la qualité technologique de la betterave à sucre, le potassium entraîne une diminution de la teneur en sodium et de l’azote alpha aminé dans la râpure, ce qui améliore la teneur en sucre extractible. Par son interaction positive avec l’azote, le potassium réduit l’effet négatif que l’azote peut avoir sur la richesse saccharine, en la maintenant à un niveau convenable. Des recherches au Maroc ont montré que sans apport de potassium, l’azote réduit fortement la richesse saccharine et chaque apport de 100 kg N/ha cause une diminution moyenne de la richesse de 0,62 %.

Le potassium et le bore dans les sols betteraviers du Maroc

Les recherches au Maroc concernant la dose optimale de potassium permettant de maximiser le rendement quantitatif et qualitatif ont montré que la plupart des sols des périmètres betteraviers, notamment ceux ayant une texture à dominance argileuse, ont une teneur suffisante en potassium pour répondre aux besoins de la culture. Les teneurs moyennes en potassium dans ces sols sont de 420, 540 et 740 mg/kg de sol respectivement aux périmètres irrigués du Tadla, du Gharb et de la Moulouya.

Selon les normes d’interprétation établies dans des conditions proches de celles du Maroc, et en considérant 150 mg/kg comme seuil critique de teneur du sol en K2O, il s’est avéré que 98 % des sols du Tadla sont riches en potassium. Également, d’après l’abaque établie au Maroc, la réponse aux apports potassiques au sol n’est pas significative au-delà des teneurs en K2O qui sont supérieures à 212 mg/kg. Sur la base de ces résultats de fertilisation potassique au sol, la recommandation est généralement de ne pas apporter de fertilisation potassique supplémentaire à la betterave sucrière, sauf pour la région du Doukkala où la dose optimale recommandée est de l’ordre de 300 kg K2O/ha.

En pratique agricole, il est impératif de connaître les exigences en potassium des cultures et leur réponse à l’application de l’engrais potassique. Les recommandations devraient être basées sur les analyses du sol ainsi que sur des analyses de plantes. A un niveau optimum en potassium, l’engrais potassique devrait compenser la quantité exportée par la culture. A des taux de disponibilité en potassium pour les plantes inférieurs à l’optimum, l’application de l’engrais potassique doit être plus élevés.  Lorsque des niveaux de potassium sont supérieurs à la valeur optimale, une dose faible d’engrais potassique devrait être appliquée.

En n’apportant pas de fertilisation potassique durant plusieurs années, particulièrement dans un environnement agronomique de productivité élevée, conduit à l’appauvrissement du sol en potassium. La correction de la fertilité potassique du sol après plusieurs années d’impasse exigera une fertilisation de redressement importante à apporter sur plusieurs années. La bonne pratique agronomique de fertilisation devrait tendre vers des apports annuels proches de la fertilisation d’entretien, qui vise à remplacer les exportations de la culture.

Une carence en bore chez la betterave sucrière cause l’apparition de la maladie de la pourriture du cœur noir de la betterave. Les jeunes feuilles du cœur noircissent, puis progressivement les feuilles extérieures jaunissent. Le collet noircit et finit par pourrir et cette pourriture gagne la racine. Les risques de carence en bore sont accrus en cas de culture sèche, de chaulage récent ou de pH élevé du sol. Il en résulte par la suite un mauvais développement du bourgeon terminal puis sa destruction, ce qui engendre une réduction de la productivité. Une application préventive au sol de 2 à 3 kg/ha de bore ou une à deux applications foliaires de 0,5 kg/ha seront suffisants pour couvrir les besoins de la betterave sucrière.

La fertilisation foliaire potassique et borique: un moyen de booster les rendements

La fertilisation foliaire est une pulvérisation ou une application par voie foliaire d’un ou plusieurs éléments nutritifs essentiels afin de compléter la fourniture du sol et répondre aux besoins de la plante. La capacité des feuilles des plantes à absorber l’eau et les nutriments a été reconnue il y a trois siècles et l’application de solutions nutritives au feuillage des plantes comme un moyen alternatif à la fertilisation au sol, a été notée au début du 19ème siècle.

La pratique de la fertilisation foliaire est largement répandue pour les cultures à grande valeur ajoutée, comme l’arboriculture fruitière et les cultures maraichères, particulièrement pour apporter certains oligoéléments ou pour rapidement remédier aux carences observées.

La fertilisation foliaire aux macroéléments (N, P, K, Ca, Mg, S) a commencé à être testée depuis les années 1980 sur les grandes cultures, notamment le soja et le blé, avec des résultats variables qu’on peut attribuer aux multiples facteurs dont dépend l’efficacité des pulvérisations foliaires. Pour le potassium, des améliorations de rendement ont été enregistrées, particulièrement pour les cultures ayant des besoins importants en cet élément, dont la pomme de terre, la betterave à sucre ou le coton.

Le but de la fertilisation foliaire aux macroéléments n’est pas de remplacer la fertilisation au sol, vues les faibles quantités de fertilisants apportées face aux besoins des plantes, mais plutôt de la compléter et d’améliorer son efficacité. La fertilisation foliaire aux macroéléments est particulièrement efficace dans les conditions où le sol ne peut satisfaire les besoins des plantes durant les périodes critiques de grand besoin.

La fourniture du sol en éléments fertilisants, notamment le potassium, peut ne pas être optimale même lorsque le sol en est normalement fourni. Durant certaines périodes d’intense croissance, la demande des plantes en potassium peut dépasser la fourniture du sol. D’autres facteurs dont les conditions climatiques (ex. basses températures), le type de sol ou le dysfonctionnement racinaire peuvent aussi limiter l’acquisition et le transfert du potassium du sol vers la plante. Sous ces conditions, un moyen de pallier à la faible fourniture du sol en potassium est de l’apporter par pulvérisation foliaire.

Parmi les principaux avantages de la fertilisation foliaire on note qu’elle peut être appliquée tout au long du cycle de la culture, ce qui permet de pulvériser les fertilisants avec de faibles quantités, seuls ou en combinaison avec d’autres produits, en fonction des besoins spécifiques aux différentes phases de croissance. Elle permet également une utilisation plus rapide et efficace des éléments nutritifs avec une correction des carences en moins de temps que ne le nécessiterait l’application au sol. Cette pratique permet aussi d’économiser les quantités de fertilisants à apporter au sol, vue son efficacité d’application, ce qui permet de réduire les pertes et les pollutions de l’environnement.

Parmi les conditions à satisfaire pour une fertilisation foliaire efficace, en plus du choix du stade optimal d’application, il y a lieu de souligner l’importance des conditions météorologiques correctes lors et après l’application et la possibilité d’apparition de brûlures foliaires lorsque la concentration du fertilisant dans la solution pulvérisée est élevée.

Résultats d’essais de fertilisation foliaire potassique et borique chez les agriculteurs au Gharb et au Tadla

Méthodologie

L’objectif des essais est d’évaluer l’effet de la fertilisation foliaire potassique et borique sur la productivité et la qualité technologique de la betterave sucrière. Pour cela, quatre essais au champ chez des agriculteurs ont été réalisés dans deux régions betteravières marocaines (Gharb et Tadla) durant la campagne agricole 2017-2018, à raison de deux essais par région. Les zones où les essais ont été installés sont Dar El Gueddari au Gharb et Dar Ouled Zidouh au Tadla. Les sols des parcelles d’essais sont à caractère argileux et riches en potassium avec des teneurs en potassium échangeable entre 215 et 290 ppm. Les variétés de betterave des parcelles d’essais sont Cigogne et Garrot, respectivement pour l’essai 1 et 2 du Gharb, et Sporta pour les deux essais du Tadla.

Les traitements expérimentaux étudiés ont consisté en un témoin représentant la pratique de l’agriculteur et des doses croissantes d’un engrais foliaire composé de sulfate de potasse et de bore ((50,5 % K2O, 44 % SO3 et 0,9 % B). Les doses d’engrais testées ont été de 8, 12, 16 et 24 Kg/ha. Les doses de 8 et 12 kg/ha ont été appliquées aux stades 12 ou 24 feuilles selon les essais. Les doses de 16 et 24 kg/ha correspondent à une deuxième application foliaire des doses précédentes quarante jours après la première pulvérisation foliaire. Les pulvérisations de l’engrais foliaire ont augmenté la teneur en potassium des limbes de betterave dans les deux régions. Ces teneurs ont augmenté de 0,5 à 1,55 % MS pour le Gharb et de 1 à 2,8% MS pour le Tadla en passant du témoin à la plus forte dose de l’engrais foliaire. Le dispositif expérimental est un bloc aléatoire complet à 4 répétitions. La taille de la parcelle élémentaire est de 80 m² comportant 15 lignes de betterave sucrière, de 10 m de longueur chacune.

Les mesures effectuées sur les essais ont concerné les paramètres de croissance (Indice foliaire, taux de chlorophylle, résistance stomatique, matière sèche foliaire et racinaire), le rendement racine et la qualité technologique de la betterave sucrière. Pour évaluer l’impact des applications foliaires sur l’absorption foliaire, un suivi des teneurs des feuilles en potassium et en bore a été réalisé. Dans cet article, seuls les résultats relatifs au rendement racine, à la richesse saccharine et au rendement sucre sont présentés.

Effet de la fertilisation foliaire potassique et borique sur le rendement racine de la betterave à sucre

Dans la région du Gharb, la fertilisation foliaire potassique et borique a engendré une augmentation du rendement racine dans les deux essais expérimentaux. Les meilleurs rendements racines obtenus ont été de 81,7 T/ha et 109,2 T/ha, respectivement pour le premier et le deuxième essai (Figure 1). L’augmentation moyenne du rendement racine engendrée par la fertilisation foliaire K-B a été de 15%.

Les rendements en racines les plus élevés ont été obtenus suite à la faible dose de l’engrais foliaire (8 kg/ha) appliquée une seule fois, soit au stade 12 feuilles pour l’essai 1 ou au stade 24 feuilles pour l’essai 2. Le gain de rendement de 15,4 T/ha, engendré par cette seule application foliaire au niveau de l’essai 2, a été statistiquement hautement significative.

Au niveau de la région du Tadla, les résultats de l’effet de la fertilisation foliaire K-B sur le rendement racine de la betterave montrent un effet dose nettement remarquable pour les traitements ayant reçu une application foliaire potassique et borique (Figure 1). Les valeurs du rendement en racines les plus élevées ont été enregistrées suite à l’application de la faible dose de l’engrais foliaire (8 kg/ha) en deux fois et en forte dose (12 kg/ha) en une seule fois, respectivement pour le premier et le deuxième essai, soit une hausse du rendement de d’ordre 24 % et 12 %. Ces augmentations de rendement racine correspondent respectivement à 25 T/ha (essai 1) et 12 T/ha (essai 2).

Figure 1 : Effet de la dose de l’engrais foliaire potassique et borique (50,5 % K2O, 44 % SO3 et 0,9 % B) sur le rendement racine de la betterave sucrière au Gharb et au Tadla

Effet de la fertilisation foliaire potassique et borique sur la richesse saccharine des racines de la betterave à sucre

Au Gharb, la fertilisation foliaire potassique et borique a montré une tendance à très légèrement améliorer la richesse saccharine de la betterave sucrière, particulièrement pour le deuxième essai expérimental du Gharb où cette richesse a été déjà faible (Figure 2). La meilleure réponse dans cet essai a été une hausse de 6 % de la richesse saccharine observée dans les traitements ayant reçus une application d’engrais foliaire précoce à la dose de 8 kg/ha ou 12 kg/ha (Figure 2).

Au niveau de la région du Tadla, La fertilisation foliaire potassique et borique de la betterave sucrière n’a pas amélioré la richesse saccharine (Figure 2) qui a été déjà à des niveaux importants (17,1% à 17,7 %) par rapport à la région du Gharb. Cependant, on note une stabilisation de la richesse saccharine pour la quasi-totalité des traitements expérimentaux, malgré les augmentations enregistrées au niveau du rendement racine.

Figure 2 : Effet de la dose de l’engrais foliaire potassique et borique (50,5 % K2O, 44 % SO3 et 0,9 % B) sur la richesse saccharine des racines de betterave sucrière au Gharb et au Tadla

Effet de la fertilisation foliaire potassique et borique sur le rendement en sucre de la betterave

Le rendement en sucre est le produit entre le rendement racine et la richesse saccharine. Une tendance à l’augmentation du rendement en sucre a été observée suite aux applications foliaires potassiques et boriques de la betterave sucrière dans les deux essais expérimentaux du Gharb. Le rendement sucre au Gharb a varié entre 11,4 et 16,2 tonnes de sucre/ha (Figure 3).

La faible dose de l’engrais foliaire (8 kg/ha), appliquée une seule fois à un stade précoce (12 à 24 feuilles), a donné le meilleur rendement en sucre au Gharb, soit des augmentations de 16 % et 17 % par rapport au témoin, respectivement pour l’essai 1 et 2 (Figure 3). Il faut également signaler que le témoin, qui n’as pas reçu de fertilisation foliaire, a toujours eu le plus faible rendement en sucre, et cela pour tous les essais, que ce soit au Gharb ou au Tadla (Figure 3).

En comparant le témoin aux parcelles ayant reçu une fertilisation foliaire potassique et borique, on note que le rendement en sucre de ces traitements est de 15,6% et 12,8% supérieur à celui du témoin n’ayant reçu aucune application foliaire, respectivement pour l’essai 1 et l’essai 2 au Gharb (Figure 3).

Au niveau de la région du Tadla, le rendement sucre de la betterave a mieux répondu à l’augmentation de la dose de la fertilisation foliaire potassique et borique que la région du Gharb (Figure 3). Le meilleur rendement en sucre a été enregistré au niveau des parcelles qui ont reçu une faible dose de l’engrais foliaires (8 kg/ha) en deux applications, la première au stade 12 à 24 feuilles et la deuxième quarante jours plus tard (Figure 3). L’augmentation du rendement sucre a été de 17 % et 9%, respectivement pour le premier et le deuxième essai du Tadla (Figure 3).

Figure 3: Effet de la dose de l’engrais foliaire potassique et borique (50,5 % K2O, 44 % SO3 et 0,9 % B) sur le rendement en sucre de betterave sucrière au Gharb et au Tadla

Marge brute de la fertilisation foliaire potassique et borique

Les traitements expérimentaux qui ont reçu une fertilisation foliaire potassique et borique ont montré des effets positifs sur la marge brute de la culture de la betterave sucrière (Tableau 1).

La marge brute a été calculée à partir du gain monétaire supplémentaire, par rapport à la pratique de l’agriculteur, moins les charges directement liées à l’application foliaire. Ces dernières incluent le prix de l’engrais foliaire, les charges d’application et la location du tracteur. Le calcul de la marge brute a été fait en considérant qu’il s’agit d’une application manuelle.

Pour la région du Gharb, une seule application foliaire potassique et borique de 8 kg d’engrais foliaire par hectare, tôt dans la saison, a généré un revenu supplémentaire de 5917 dh/ha par rapport à la pratique de l’agriculteur, soit 739 dh par kg de produit foliaire (Tableau 1).

Pour la région du Tadla, deux applications foliaires du même produit à la même dose (8 kg/ha) ont généré la plus important marge brute (6259 dh/ha), soit un gain de 428 dh par kg de produit foliaire (Tableau 1).

À la lumière de ces résultats, l’application foliaire est largement justifiée du point de vue économique.

Tableau 1 : Marge brute des différents programmes de fertilisation foliaire potassique et borique dans les régions du Gharb et du Tadla
Programme d’application de l’engrais foliaireRégionGain monétaire (Dh/ha)Marge brute (Dh/ha)
Une seule application foliaire de 8 kg d’engrais foliaire/ha à un stade précoceGharb62595917
Tadla31372795
Une seule application foliaire de 12 kg d’engrais foliaire/ha à un stade précoceGharb42773839
Tadla58935455
Deux applications foliaires de 8 kg d’engrais foliaire/ha chacune, l’une à un stade précoce et l’autre 40 jours plus tardGharb19671433
Tadla73956861
Deux applications foliaires de 12 kg d’engrais foliaire/ha chacune, l’une à un stade précoce et l’autre 40 jours plus tardGharb46093883
Tadla36082882

Conclusions

L’objectif principal de la présente étude était d’évaluer l’effet de la fertilisation foliaire potassique et borique sur le rendement et la qualité technologique de la betterave sucrière dans les régions du Gharb et du Tadla. Les résultats obtenus ont permis de conclure que :

  • La fertilisation foliaire potassique et borique est un mode d’apport complémentaire qui a amélioré le rendement sucre de la betterave de 10 à 20%, quel que soit la richesse du sol en potassium, puisqu’elle intervient pour limiter les écarts entre les fournitures du sol et les besoins des plantes causés par des contraintes édaphiques ou climatiques ;
  • Une fertilisation foliaire potassique et borique en une seule fois, à un stade précoce à la dose de 8 kg/ha de l’engrais foliaire, a été suffisante pour réaliser un rendement de betterave plus élevé (109 T/ha) et rentable dans la région du Gharb. Une application supplémentaire à la même dose, 40 j après dans la région du Tadla, a été nécessaire pour arriver au même le même objectif avec un rendement de 126 T/ha ;
  • En ce qui concerne le stade d’application, la pulvérisation foliaire potassique et borique devrait être faite au moment de fort besoin de la plante en potassium pour qu’elle profite immédiatement des éléments apportés. Le stade 12 à 24 feuilles de la betterave sucrière semble avoir les meilleurs résultats dans les deux régions ;
  • L’application foliaire de faibles doses d’engrais foliaire potassique et borique est largement justifié économiquement et permet d’obtenir un gain monétaire moyen supplémentaire de 5686 Dh/ha.

Bamouh A., Salhi R. et Nakro A.

Département de Production, Protection et Biotechnologie Végétales, Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II, Rabat

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