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La fertilisation est le processus consistant √?¬† apporter √?¬† un milieu de culture, tel que le sol, les √?¬©l√?¬©ments min√?¬©raux n√?¬©cessaires au d√?¬©veloppement de la plante. Ces √?¬©l√?¬©ments peuvent √?¬™tre de deux types, les engrais et les amendements. La fertilisation est pratiqu√?¬©e soit en agriculture, en jardinage et √?¬©galement en sylviculture.

Les objectifs finaux de la fertilisation sont d'obtenir le meilleur rendement possible compte tenu des autres facteurs qui y concourent (qualit√?¬© du sol, climat, apports en eau, potentiel g√?¬©n√?¬©tique des cultures, moyens d'exploitation), ainsi que la meilleure qualit√?¬©, et ce, au moindre co√?¬Ľt. En outre (particuli√?¬®rement en agriculture durable) s'y ajoute l'objectif de pr√?¬©servation de la qualit√?¬© de l'environnement.

Les besoins des plantes | modifier le code

Pour se d√?¬©velopper, les plantes utilisent de l'eau, de la lumi√?¬®re, du carbone, de l'oxyg√?¬®ne et des √?¬©l√?¬©ments min√?¬©raux.

Les besoins de la plante √?¬©voluent au cours de son d√?¬©veloppement. Aux stades o√?¬Ļ ils sont n√?¬©cessaires, les √?¬©l√?¬©ments min√?¬©raux doivent pouvoir √?¬™tre pr√?¬©lev√?¬©s par la plante dans le sol. Ils doivent √?¬™tre disponibles en quantit√?¬©s suffisantes et sous une forme disponible. Si les √?¬©l√?¬©ments ne sont pas disponibles au moment n√?¬©cessaire, la croissance de la plante sera limit√?¬©e et le rendement final plus faible.


Dans le cas d'une plante se d√?¬©veloppant sur place et non r√?¬©colt√?¬©e, les √?¬©l√?¬©ments min√?¬©raux sont pr√?¬©lev√?¬©s au cours de la croissance de la plante, mais restitu√?¬©s au sol lorsque la plante meurt. Il n'y a donc pas r√?¬©ellement de pertes d'√?¬©l√?¬©ments min√?¬©raux.
En revanche, lors de la culture d'une esp√?¬®ce √?¬† fins agricoles, une partie de la plante n'est pas restitu√?¬©e au champ (par exemple les grains du bl√?¬©, voir la presque totalit√?¬© de la plante dans le cas du ma√?¬Įs ensilage). Toute une partie des √?¬©l√?¬©ments min√?¬©raux pr√?¬©lev√?¬©s dans le sol, ne le r√?¬©int√?¬®grent pas, et ne sont ainsi pas disponibles pour la culture suivante. Les √?¬©l√?¬©ments nutritifs manquant pour les cultures ult√?¬©rieures peuvent √?¬™tre apport√?¬©s sous forme de produits fertilisants.

Afin de garantir √?¬† la fois une disponibilit√?¬© suffisante pour la plante, et ne pas apporter plus que n√?¬©cessaire (perte financi√?¬®re et risque √?¬©cologique), il est utile de conna√?¬ģtre exactement le montant export√?¬© (c'est-√?¬†-dire utilis√?¬©) par la plante. C'est ce qu'on appelle un bilan d'exportation. Le montant export√?¬© par la plante peut √?¬™tre int√?¬©gralement compens√?¬©, par apport sous forme de fertilisant.

√?¬?l√?¬©ments min√?¬©raux et exigence des plantes | modifier le code

L'azote | modifier le code

L'azote joue un r√?¬īle primordial dans le m√?¬©tabolisme des plantes. C'est le constituant num√?¬©ro un des prot√?¬©ines, composants essentiels de la mati√?¬®re vivante. Il s'agit donc d'un facteur de croissance, mais aussi de qualit√?¬© (teneur en prot√?¬©ines des c√?¬©r√?¬©ales par exemple).

Les plantes, √?¬† l'exception des l√?¬©gumineuses (luzerne, tr√?¬®fle, petit pois√ʬ?¬¶), ne peuvent pas absorber l'azote sous sa forme gazeuse. L'azote devra donc √?¬™tre apport√?¬© par les fertilisants. En revanche, il ne sera pas n√?¬©cessaire d'apporter des engrais azot√?¬©s aux l√?¬©gumineuses.

Dans le sol, l'azote se trouve sous forme organique (humus) ou min√?¬©rale (ammonium NH4+, nitrate NO3-). L'azote organique provient des r√?¬©sidus des r√?¬©coltes pr√?¬©c√?¬©dentes, d'engrais organiques, et doit √?¬™tre transform√?¬© par les bact√?¬©ries pr√?¬©sentes dans le sol en nitrates pour √?¬™tre utilisable par les plantes ; c'est ce qu'on appelle la min√?¬©ralisation. L'essentiel de la nutrition azot√?¬©e des plantes est assur√?¬©e par les nitrates.

L'azote sous forme d'ions nitrate, est un √?¬©l√?¬©ment tr√?¬®s soluble, peu retenu par le sol. Apport√?¬© en trop grande quantit√?¬©, l'exc√?¬©dent est lessiv√?¬© (dissous, puis emport√?¬© par l'eau circulant dans le sol) et donc perdu pour la plante. L'azote doit donc √?¬™tre apport√?¬©, autant que possible, juste avant son absorption par la plante, afin d'√?¬©viter le lessivage vers la nappe phr√?¬©atique.

Par ailleurs, l'exc√?¬®s d'azote par temps froid et couvert, entra√?¬ģne l'accumulation des nitrates dans la plante (par exemple, dans les pommes de terre). Or l'exc√?¬®s de nitrate dans le tissu v√?¬©g√?¬©tal est n√?¬©faste pour la sant√?¬©.

Ces particularit√?¬©s expliquent que son apport soit g√?¬©n√?¬©ralement annuel, voire fractionn√?¬©.

Voir aussi Fixation biologique de l'azote | Cycle de l'azote

Le potassium | modifier le code

Le potassium n'est pas tr√?¬®s mobile dans la plante. Il joue un r√?¬īle primordial dans l'absorption des cations, dans l'accumulation des hydrates des prot√?¬©ines, le maintien de la turgescence de la cellule et la r√?¬©gulation de l'√?¬©conomie en eau de la plante. C'est aussi un √?¬©l√?¬©ment de r√?¬©sistance des plantes au gel, √?¬† la s√?¬©cheresse et aux maladies. Il est essentiel pour le transfert des assimilats vers les organes de r√?¬©serve (bulbes et tubercules). Pour ces raisons, il est particuli√?¬®rement important pour les cultures de type pomme de terre, betteraves

Le potassium dans le sol se trouve uniquement sous forme min√?¬©rale. Il provient soit de la d√?¬©composition de la mati√?¬®re organique et des min√?¬©raux du sol, soit des engrais.

Pour certains min√?¬©raux, la quantit√?¬© pr√?¬©sente dans le sol doit √?¬™tre sup√?¬©rieure √?¬† la quantit√?¬© n√?¬©cessaire ; en effet ils peuvent √?¬™tre pr√?¬©sent dans le sol, mais non disponibles pour autant pour la plante. Le potassium est essentiellement retenu par l'humus ou l'argile (dans certains sols, il pourra donc √?¬™tre perdu en quantit√?¬© importante par drainage).

Le potassium est souvent apport√?¬© en une seule fois, de fa√?¬ßon irr√?¬©guli√?¬®re, en grande quantit√?¬©, car il est stock√?¬© par le sol et lib√?¬©r√?¬© progressivement.

Les plantes tr√?¬®s exigeantes en potassium sont la betterave ou la pomme de terre, alors que des plantes peu exigeantes sont le bl√?¬© tendre, le bl√?¬© dur, l'orge.

Le phosphore | modifier le code

Le phosphore intervient dans les transferts √?¬©nerg√?¬©tiques (ATP), dans la transmission des caract√?¬®res h√?¬©r√?¬©ditaires (acides nucl√?¬©iques), la photosynth√?¬®se et la d√?¬©gradation des glucides. Cet √?¬©l√?¬©ment est essentiel pour la floraison, la nouaison, la pr√?¬©cocit√?¬©, le grossissement des fruits et la maturation des graines.

Il se trouve dans le sol sous trois formes :

  • une forme accessible, li√?¬©e au complexe argilo-humique par le calcium et le magn√?¬©sium ;
  • une forme combin√?¬©e : il est immobilis√?¬©, en partie, par les hydroxydes d'aluminium et de fer dans les sols acides (dans ce cas, il est n√?¬©cessaire de chauler le sol pour le lib√?¬©rer) ;
  • une forme insoluble : en sol calcaire, le phosphore peut √?¬™tre sous forme de phosphates de calcium, dont certains sont insolubles.

Seul le phosphore du complexe argilo-humique est rapidement disponible (0.2 √?¬† 1 kg de P2O5 par hectare). C'est donc un √?¬©l√?¬©ment peu mobile dans le sol. Pour cette raison, il est pr√?¬©f√?¬©rable de le placer pr√?¬©cis√?¬©ment l√?¬† o√?¬Ļ les racines le pr√?¬©l√?¬®vent. Les risques de drainage sont tr√?¬®s limit√?¬©s.

Les mycorhizes jouent souvent un r√?¬īle fondamental dans l'absorption du phosphore par la plante. Ces derni√?¬®res en s√?¬©cr√?¬©tant des enzymes sont capables d'absorber un phosphore fix√?¬© par le sol (forme non assimilable par la plante directement) pour le transmettre ensuite √?¬† la plante en contrepartie de sucres provenant de la photosynth√?¬®se (symbiose racinaire). Les sols cultiv√?¬©s sont de moins en moins pourvus de mycorhizes (travail du sol, assolement, fongicides√ʬ?¬¶).1

Les plantes tr√?¬®s exigeantes en phosphore sont la betterave, la pomme de terre, le colza, la luzerne. Les plantes peu exigeantes sont le bl√?¬© tendre, le ma√?¬Įs grain, le soja, le tournesol, l'avoine, le seigle. Certains stades sont plus sensibles au manque de phosphore que d'autres : le stade de tallage pour les c√?¬©r√?¬©ales, le stade de 4 √?¬† 10 feuilles pour le ma√?¬Įs par exemple.

Le magn√?¬©sium | modifier le code

Le magn√?¬©sium est un constituant de la chlorophylle et joue donc un r√?¬īle important dans la photosynth√?¬®se. Cependant, il est surtout destin√?¬© √?¬† am√?¬©liorer la structure du sol (et non pas tant √?¬† √?¬ę nourrir √?¬Ľ la plante). Il est plut√?¬īt apport√?¬© sous forme d'amendements.

Le calcium | modifier le code

Le calcium est important dans la structure du sol et est indispensable √?¬† la nutrition des plantes pour lesquelles il joue deux r√?¬īles: r√?¬īle de structure et r√?¬īle m√?¬©tabolique. Il est apport√?¬© sous forme d'amendement.

Le soufre | modifier le code

Le soufre est n√?¬©cessaire √?¬† la croissance des plantes. Il est un constituant des acides amin√?¬©s. Il joue un r√?¬īle essentiel dans le m√?¬©tabolisme des vitamines. L'alimentation des plantes en soufre s'effectue essentiellement √?¬† partir des sulfates, les racines absorbant les ions SO4 pr√?¬©sents dans le sol. Il est responsable de l'odeur et de la saveur de certaines plantes (ail, oignon,chou).

Le soufre est surtout utile √?¬† certaines cultures comme les crucif√?¬®res (colza, choux, moutarde), les liliac√?¬©es (ail, poireau, oignon). On insiste fr√?¬©quemment sur la n√?¬©cessit√?¬© de respecter un rapport entre S et N √?¬† tout moment du cycle v√?¬©g√?¬©tatif. Par exemple, pour l'orge, le rapport S/N recommand√?¬© est de 1 pour 3 pour la plante compl√?¬®te et 1 pour 4 pour le grain. Pour le bl√?¬©, ces deux rapports sont de 1 pour 2,5. Pour le colza, le rapport est de 1 pour 0,8 pour la plante enti√?¬®re, et de 1 pour 0,9 pour le grain (le colza est une plante particuli√?¬®rement riche en soufre).

D'une fa√?¬ßon g√?¬©n√?¬©rale, le soufre n'est que peu fix√?¬© dans les sols ; il peut donc y avoir risque de perte par drainage. Le soufre peut √?¬™tre fourni par le fumier (en moyenne 1,25 unit√?¬© de SO3 par tonne), ou des engrais min√?¬©raux, tels que le sulfate d'ammoniaque (60 % de SO3), le superphosphate de chaux simple (plus de 27 % de SO3) et le sulfate de potasse (45 % de SO3).

Le soufre est exprim√?¬© en SO3 (anhydride sulfurique) sur les √?¬©tiquettes d'engrais conform√?¬©ment √?¬† la r√?¬©glementation. M√?¬™me si la plupart du soufre apport√?¬© aux cultures l'est sous forme sulfate (SO42-), il existe d'autres formes de soufre comme le thiosulfate ou le soufre min√?¬©ral (S). Seule la forme Sulfate est directement assimilable par la plante et soluble dans la solution du sol. Les autres formes devront s'oxyder sous l'action des bact√?¬©ries du sol pour se rendre biodisponible, elles auront des propri√?¬©t√?¬©s agronomiques diff√?¬©rentes (effet r√?¬©ducteur, action acidifiante√ʬ?¬¶)2

Le chlore | modifier le code

Le chlore est consid√?¬©r√?¬© comme indispensable aux plantes √?¬† des degr√?¬©s divers. Si pour certaines plantes, sa teneur suffisante est tr√?¬®s basse, ce qui en fait un oligo-√?¬©l√?¬©ment, pour d'autres il repr√?¬©sente un √?¬©l√?¬©ment majeur (en particulier des plantes adapt√?¬©es aux zones c√?¬īti√?¬®res). Parmi les plantes cultiv√?¬©es, ce cas se rencontre chez le cocotier, palmier tropical qui a besoin de grosses quantit√?¬©s de chlore pour assurer le bon fonctionnement de ses stomates.

Le chlore n'est pas un √?¬©l√?¬©ment fix√?¬© dans le sol, mais il arrive en permanence sur les plantes et sur le sol par les a√?¬©rosols, d'autant plus que l'on est proche de la mer. Il est apport√?¬© √?¬©galement par des engrais tels le chlorure de potassium, voire le sel marin (chlorure de sodium) √?¬©pandu dans certains cas dans les cocoteraies.

Les oligo-√?¬©l√?¬©ments | modifier le code

Les oligo-√?¬©l√?¬©ments sont plus rarement apport√?¬©s. Il peut parfois cependant exister des carences sp√?¬©cifiques, en fonction des types de sol ou de la composition des a√?¬©rosols. Par exemple, de nombreuses for√?¬™ts auvergnates souffrent d'un manque de bore. On a vu le cas du chlore, qui peut √?¬™tre soit un oligo-√?¬©l√?¬©ment soit un √?¬©l√?¬©ment majeur (par exemple chez le cocotier). Il existe au sein de l'agriculture mondiale des exemples de carences en cuivre, en zinc, en fer (quand le fer est bloqu√?¬© dans les sols tr√?¬®s calcaires), en mangan√?¬®se, en bore (d√?¬©j√?¬† cit√?¬©).

Les rendements de la canne √?¬† sucre comme celle du riz (et de certaines autres cultures) peuvent √?¬™tre ob√?¬©r√?¬©s par le manque de Si assimilable dans les sols. En culture de canne, on y rem√?¬©die en apportant du ciment √?¬ę reform√?¬© √?¬Ľ.

En maintes cultures aussi le SO4 est un √?¬©l√?¬©ment essentiel pour l'obtention de hauts rendements. Les exportions en SO4 peuvent attendre 40 kg/ha/an. La suppression de S dans le carburant des voitures dans des pays d√?¬©velopp√?¬©s a oblig√?¬© √?¬† inclure des engrais √?¬† S dans leur plan de fumure. En maintes cultures visant des hauts rendements il faut aussi corriger la carence en Ca et Mg; notamment les sols de type ferrallitique et podzolique. Dans d'autres de leur teneur en Zn, etc.

Dans des r√?¬©gions o√?¬Ļ certains oligo-√?¬©l√?¬©ments font d√?¬©faut dans les sols les populations pratiquant(par n√?¬©cessit√?¬©) une agriculture biologique peuvent souffrir de carences min√?¬©rales.

Le bilan d'import-export des √?¬©l√?¬©ments nutritifs | modifier le code

En agriculture, un bilan nutritif est la diff√?¬©rence existant entre la quantit√?¬© d'√?¬©l√?¬©ments nutritifs fournie par la mati√?¬®re organique (apr√?¬®s min√?¬©ralisation) et les engrais et la quantit√?¬© d'√?¬©l√?¬©ments nutritifs enlev√?¬©e par la culture ou perdue, par exemple par l'√?¬©rosion ou le drainage. Un calcul tr√?¬®s pr√?¬©cis du bilan est difficile √?¬† √?¬©tablir, d'autant plus qu'il doit tenir compte d'un objectif de rendement qui ne sera pas forc√?¬©ment respect√?¬©, mais un calcul approximatif peut suffire pour indiquer si la quantit√?¬© d'engrais appliqu√?¬©e est trop faible ou trop √?¬©lev√?¬©e.

Pour √?¬©viter l'appauvrissement des sols, il est n√?¬©cessaire de compenser les pr√?¬©l√?¬®vements faits par la culture et les pertes dues par exemple au lessivage.

En pratique, un bilan global consiste √?¬† estimer, le plus pr√?¬©cis√?¬©ment possible, le montant n√?¬©cessaire pour assurer le niveau de r√?¬©colte souhait√?¬© et le montant th√?¬©oriquement disponible. La balance de ces deux valeurs indique le niveau de fertilisation √?¬† apporter. En r√?¬©sum√?¬©, l'agriculteur cherche √?¬† apporter ni trop, ni pas assez.

Le bilan d'exportation | modifier le code

Le bilan d'exportation consiste √?¬† estimer, le plus pr√?¬©cis√?¬©ment possible, la quantit√?¬© d'un √?¬©l√?¬©ment utilis√?¬© par une culture, et non restitu√?¬©e au sol. C'est une technique qui peut √?¬™tre utilis√?¬©e dans les diff√?¬©rents types d'agriculture durable (telle que l'agriculture raisonn√?¬©e ou l'agriculture biologique) comme dans l'agriculture classique.

Par exemple, pour une r√?¬©colte de bl√?¬©, on estime la quantit√?¬© d'azote contenu dans chaque quintal de grain, pour une r√?¬©colte d'ensilage de ma√?¬Įs, il s'agit de la quantit√?¬© contenue dans une tonne de mati√?¬®re s√?¬®che de plante r√?¬©colt√?¬©e.

Ainsi, on peut, par exemple, estimer que le bl√?¬© n√?¬©cessite environ 3 kg d'azote par quintal de grains produit. Pour un champ de bl√?¬© donnant un rendement de 80 quintaux par hectare, on √?¬©value donc la quantit√?¬© totale d'azote n√?¬©cessaire par hectare √?¬† 3*80 = 240 unit√?¬©s d'azote. Ce montant constitue un maximum de ce qui doit √?¬™tre apport√?¬© sous forme d'azote.

Ce montant de 3 kg d'azote par unit√?¬© de production, est bien √?¬©videmment diff√?¬©rent pour chaque culture, en fonction de l'esp√?¬®ce, de la vari√?¬©t√?¬© et de l'objectif de rendement accessible. Pour le bl√?¬© par exemple, cette valeur peut varier de 2,5 √?¬† 3,5 selon les vari√?¬©t√?¬©s, ce qui peut se traduire par une grosse diff√?¬©rence en termes d'apport.

On ajoute aux exportations, le montant perdu par drainage ou pertes gazeuses par exemple.

Le bilan des importations | modifier le code

Il consiste √?¬† estimer en d√?¬©but de campagne, le montant qui est ou sera disponible. Il s'agit essentiellement du reliquat restant de la campagne pr√?¬©c√?¬©dente, des apports issus de la min√?¬©ralisation (c'est-√?¬†-dire la transformation de mati√?¬®re organique en √?¬©l√?¬©ment min√?¬©ral disponible), typiquement des apports de fumier, les pailles issues de la pr√?¬©c√?¬©dente culture, les retournements d'anciennes prairies), voire les apports par eau d'irrigation.

B√?¬©n√?¬©fices de la fertilisation | modifier le code

La fertilisation est indispensable pour am√?¬©liorer les rendements. Elle doit √?¬™tre correctement √?¬©valu√?¬©e pour se situer √?¬† l'optimum √?¬©conomique. Il existe en effet, si l'on observe l'√?¬©volution du rendement en fonction de la dose d'√?¬©l√?¬©ment fertilisant apport√?¬©e, un seuil technique au-del√?¬† duquel le rendement diminue par effet de toxicit√?¬© (surdose) et un seuil √?¬©conomique, inf√?¬©rieur au pr√?¬©c√?¬©dent, au-del√?¬† duquel le gain suppl√?¬©mentaire ne couvre plus le co√?¬Ľt additionnel. Ce seuil est d√?¬©licat √?¬† √?¬©valuer car le rendement d√?¬©pend d'autres facteurs moins bien ma√?¬ģtris√?¬©s, notamment en culture de plein champ, comme la pluviom√?¬©trie.

N√?¬©anmoins, un niveau de fertilisation adapt√?¬© est n√?¬©cessaire pour obtenir le niveau de production permis par le potentiel g√?¬©n√?¬©tique d'une esp√?¬®ce donn√?¬©e. Les progr√?¬®s dans ce domaine se situent surtout dans les m√?¬©thodes de diagnostic (analyses des sols, analyses des plantes, par exemple diagnostic foliaire), dans la compr√?¬©hension des interactions entre les √?¬©l√?¬©ments min√?¬©raux, le sol et les plantes, et dans les techniques de fertilisation de mani√?¬®re √?¬† r√?¬©pondre le plus pr√?¬©cis√?¬©ment possible, compte tenu des contraintes techniques et √?¬©conomiques, aux besoins des plantes en croissance tout en limitant les effets sur le milieu naturel.

Le d√?¬©veloppement de la fertilisation a √?¬©t√?¬© un des √?¬©l√?¬©ments cl√?¬©s de la r√?¬©volution agricole. Si dans les pays occidentaux, on a probablement atteint un seuil de saturation, le niveau de fertilisation est encore nettement insuffisant dans la plupart des pays du tiers monde.

Risques √?¬©cologiques | modifier le code

Une fertilisation excessive, notamment en azote min√?¬©ral soluble, peut entra√?¬ģner une pollution des eaux de surface, voire des nappes phr√?¬©atiques.

En surface, azote (nitrates, nitrites) et phosphore (phosphates), qui proviennent aussi des effluents d'√?¬©levage, des eaux us√?¬©es urbaines et des rejets de certaines industries, peuvent provoquer dans les cours d'eau une prolif√?¬©ration d'algues qui, √?¬† terme provoque une asphyxie des cours d'eau(plus d'oxyg√?¬®ne) et donc entra√?¬ģnerait la √?¬ę mort √?¬Ľ des cours d'eau si faune et flore venaient √?¬† dispara√?¬ģtre. Ce ph√?¬©nom√?¬®ne est mieux connu sous le nom d'eutrophisation.

Voir le cas du du fleuve Saint-Laurent

Mat√?¬©riel utilis√?¬© en fertilisation | modifier le code

  • Distributeur d'engrais pendulaire
  • Distributeur d'engrais centrifuge
  • Localisateur d'engrais
  • Localisateur enfouisseur d'engrais (avec microgranulateur pour l'ultralocalisation3)
  • Epandeur de fumier
  • Epandeur de fumier Agrospir

Bibliographie | modifier le code

  • Guide de la fertilisation raisonn√?¬©e, Christian Schvartz, Jean Charles Muller, Jacques Decroux, septembre 2005
  • Des ressources documentaires mises en ligne gratuitement : [1]

Notes et r√?¬©f√?¬©rences | modifier le code

Voir aussi | modifier le code