Effluents Organiques Sujet Examen
BTS Agricole — APV / ACSE
Épreuve d'Agronomie & Gestion des Sols
Module E4 / E5 — Fertilisation Organique & Dynamique de l'Humus
Durée : 2h00 | Coeff. : 3
Note : / 20
Nom : ____________________
Prénom : __________________
Date : ____________________
Mise en situation — GAEC de la Vallée Verte
Le GAEC exploite 130 ha de SAU (40 ha de maïs ensilage, 35 ha de blé tendre, 55 ha de prairies temporaires). L'atelier bovin lait comprend 70 vaches laitières produisant du fumier compact et du lisier en stabulation logettes. L'agronome d'exploitation souhaite évaluer le bilan humique des parcelles de maïs et optimiser la valeur fertilisante N-P-K des effluents pour réduire les intrants minéraux.
Document 1 — Analyses moyennes des effluents de l'exploitation
(Valeurs par tonne ou m³ brut)
| Type d'effluent | MS (%) | MO (% de la MS) | ISMO (%) | N total (kg/t) | N-NH₄⁺ (kg/t) | P₂O₅ (kg/t) | K₂O (kg/t) |
|---|
| Fumier bovin compact | 22 % | 80 % | 55 % | 5,2 | 1,1 | 3,4 | 7,8 |
| Lisier bovin non dilué | 8 % | 75 % | 30 % | 3,8 | 2,1 | 1,6 | 4,2 |
Partie 1 — Bilan organique et cinétique humique (7 points)
ISMO & Stock d'Humus
1.1 (2,5 pts) Définir l'acronyme ISMO. Calculer la quantité de Matière Organique (MO) brute et la masse d'humus stable apportée par tonne de produit brut pour le fumier et pour le lisier.
1.2 (2,5 pts) Une parcelle de 12 ha de maïs reçoit un apport de 32 t/ha de fumier compact.
Données sol : Stock d'humus = 58 t/ha ; Coefficient de minéralisation annuel \( K_2 = 1{,}6\,\% \).
Calculer la perte annuelle d'humus par hectare (\( P_{min} \)) et déterminer si cet apport couvre le bilan humique annuel.
1.3 (2,0 pts) Comparer l'intérêt agronomique respectif du fumier et du lisier pour la gestion à long terme de la structure et de la fertilité biologique des sols.
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Épreuve E4/E5 — Suite du sujet Candidat : ___________________________
Document 2 — Coefficients d'équivalence engrais minéral (\( K_{eq} \)) sur Maïs au printemps
-
Azote (\( K_{eq}^{N} \)) : Fumier bovin compact = 0,35 ; Lisier bovin = 0,60
-
Phosphore (\( K_{eq}^{P} \)) : Équivalence = 0,85 (pour les deux produits)
-
Potasse (\( K_{eq}^{K} \)) : Équivalence = 1,00 (100% disponible)
-
Prix minéraux : N = 1,20 €/kg ; P₂O₅ = 1,15 €/kg ; K₂O = 0,85 €/kg
Partie 2 — Calcul de la valeur fertilisante N-P-K (8 points)
Plan de Fumure & Économie
2.1 (3,0 pts) Pour un apport de 30 t/ha de fumier compact enfoui avant semis de maïs :
Calculer : (a) Les apports bruts en N, P₂O₅ et K₂O (kg/ha) ; (b) Les apports fertilisants efficaces correspondants (kg/ha).
2.2 (3,0 pts) L'objectif de rendement du maïs ensilage est de 14,5 t MS/ha.
Besoins nets de la culture : 210 kg N/ha, 85 kg P₂O₅/ha, 200 kg K₂O/ha. Fournitures du sol : 60 kg N/ha, 20 kg P₂O₅/ha, 50 kg K₂O/ha.
Calculer le complément d'engrais minéraux (N, P₂O₅, K₂O) à apporter après déduction des fournitures sol et de la valeur efficace du fumier (30 t/ha).
2.3 (2,0 pts) Calculer la valeur économique totale des éléments fertilisants efficaces apportés par cet épandage de 30 t/ha de fumier.
Partie 3 — Cadre réglementaire & Bonnes pratiques (5 points)
Directive Nitrates & Volatilisation
3.1 (2,5 pts) La réglementation en zone vulnérable limite l'apport d'azote organique issu des effluents à 170 kg N/ha/an à l'échelle de la SAU épandable.
Calculer l'apport d'azote organique total avec la dose de 30 t/ha de fumier compact. Cet épandage est-il conforme au plafond réglementaire ? Justifier.
3.2 (2,5 pts) Si l'exploitant choisit d'épandre 35 m³/ha de lisier au lieu du fumier :
Citer les principaux risques de pertes d'azote à l'épandage et proposer 3 préconisations techniques (matériel, conditions météo, délai d'enfouissement) pour maximiser le \( K_{eq}^{N} \).
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Effluents Organiques Corrigé Type
CORRIGÉ OFFICIEL & BARÈME BTS Agricole APV / ACSE
Épreuve d'Agronomie — Gestion de la Matière Organique & Effluents
Barème Total : / 20
Critères d'évaluation : Rigueur des calculs & unités (10 pts) • Raisonnement agronomique (6 pts) • Réglementation & synthèse (4 pts)
Partie 1 — Bilan organique et cinétique humique (7 points)
7 / 20
1.1 Définition ISMO et calculs par tonne brute 2,5 pts
Définition (0,5 pt) : ISMO = Indicateur de Stabilité de la Matière Organique (norme NF U44-051). Il exprime le pourcentage de matière organique brute apportée qui résiste à la minéralisation rapide et participe à la constitution de l'humus stable du sol.
Fumier bovin compact (1 pt)
- \( \text{MO brute} = 1000 \times 0{,}22 \times 0{,}80 = \mathbf{176\text{ kg MO / t brut}} \)
- \( \text{Humus stable} = 176 \times 0{,}55 = \mathbf{96{,}8\text{ kg humus / t brut}} \)
Lisier bovin non dilué (1 pt)
- \( \text{MO brute} = 1000 \times 0{,}08 \times 0{,}75 = \mathbf{60\text{ kg MO / t brut}} \)
- \( \text{Humus stable} = 60 \times 0{,}30 = \mathbf{18{,}0\text{ kg humus / t brut}} \)
1.2 Apport de 32 t/ha de fumier vs Pertes annuelles (\( K_2 \)) 2,5 pts
• Apport d'humus stable (1 pt) : \( H_{apport} = 32\text{ t/ha} \times 96{,}8\text{ kg/t} = 3\,097{,}6\text{ kg/ha} = \mathbf{3{,}10\text{ t d'humus/ha}} \).
• Pertes annuelles par minéralisation \( P_{min} \) (1 pt) : \( P_{min} = \text{Stock} \times K_2 = 58\text{ t/ha} \times 1{,}6\,\% = \mathbf{0{,}928\text{ t humus/ha/an}} \) (soit \( 928\text{ kg/ha/an} \)).
• Bilan et interprétation (0,5 pt) : \( \Delta H = 3{,}10 - 0{,}93 = \mathbf{+2{,}17\text{ t humus/ha}} \). Le bilan est très excédentaire sur l'année de l'épandage : cet apport de 32 t de fumier compense plus de 3 années de pertes du sol (\( 3{,}10 / 0{,}928 \approx 3{,}3\text{ ans} \)).
1.3 Analyse comparée Fumier vs Lisier 2,0 pts
• Fumier (1 pt) : Amendement humifère riche en carbone stable (paille, ligno-cellulose). Rôle clé sur la structure du sol (stabilité structurale, aération, porosité, rétention d'eau et CEC). Indispensable au maintien du stock organique dans les rotations céréalières.
• Lisier (1 pt) : Engrais organique fluide à MO labile rapidement minéralisable. Faible apport humigène (18 kg humus/t contre 97 kg/t pour le fumier). Rôle stimulant sur l'activité microbienne à court terme ("effet starter"), mais inefficace pour redresser à lui seul le taux de MO du sol.