Engrais

Les engrais sont des substances organiques ou minérales, souvent utilisées en mélanges, destinées à apporter aux plantes des compléments d'éléments nutritifs, de façon à améliorer leur croissance, et à augmenter le rendement et la qualité des cultures. L'action consistant à apporter un engrais s'appelle la fertilisation. Les engrais font partie, avec les amendements, des produits fertilisants. La fertilisation se pratique en agriculture, horticulture, sylviculture et lors des activités de jardinage. Les engrais sont utilisés depuis l'Antiquité, où l'on ajoutait au sol, de façon empirique, les phosphates des os, calcinés ou non, l'azote des fumures animales et humaines, le potassium des cendres.

Engrais composés conditionnés en big-bags de 600 kg.

Historique

Nitrate de chaux Le Gaulois. 1927

Les Égyptiens, durant des milliers d'années, ont utilisé les riches limons apportés par les crues du Nil pour enrichir et entretenir les sols. Divers amendements ont été utilisés dans le monde, des poissons enterrés sous le maïs en Amérique du Nord, les excréments humains et animaux. En Grèce antique, les engrais animaux et minéraux sont connus, ainsi que du fumier, et des engrais verts, les plus souvent utilisés.

La poudrette est au XIX^e siècle un engrais préparé à partir de matière fécale humaine. Elle est préparée à partir des vidanges des fosses d'aisances des grandes villes dans des usines spécialisées qui étaient aménagées en périphérie.

Début XIX^e siècle, Justus von Liebig affirme dans sa Chimie organique appliquée à la physiologie végétale et à l’agriculture que les plantes contiennent des sels minéraux, et qu'elles ont extrait des substances minérales du sol. Il conclut à la nécessité de restituer à la terre les sels dont elle a été privée progressivement par l'absorption végétale. Très lentement, ces idées sont diffusées à la campagne.

On commence à fabriquer des engrais azotés et potassiques à Valenciennes en 1838. L'usage des phosphates ne se généralise en France qu'après 1870 (« Rrous à phosphates » des Phosphatière du Cloup d'Aural, découverts par Jean-André Poumarède et mis en exploitation dans les années 1870, travaux de Jean-Baptiste Dumas et de Georges Ville). En 1871, la Société Saint-Gobain monte deux usines de fabrication des superphosphates : à Chauny et à Montluçon. En 1876, le Chili et le Pérou sont en guerre pour la conquête du seul gisement d'engrais nitrates connus (Guerre hispano-sud-américaine ou « la guerre du Guano » et guerre du Pacifique. Jusqu'en 1914, on se contentera de rechercher et d'exploiter les sources minérales d'engrais. Les gisements de phosphates d'Algérie sont mis en exploitation en 1893, ceux de Tunisie en 1899, ceux du Maroc seront découverts en 1917. On utilise concurremment les scories de déphosphorisation (Scories Thomas). Dans le domaine de l'azote, on utilise simultanément les nitrates du Chili et les engrais ammoniacaux provenant de la récupération des eaux usées ou de la purification des gaz de cokeries (Sulfate d'ammonium). À partir de 1900, le Procédé Birkeland-Eyde permet de fabriquer des nitrates de calcium, et l'on commence à utiliser la cyanamide calcique.

La Première Guerre mondiale détermine un bouleversement complet du marché des engrais azotés. L'Allemagne, isolée des producteurs de nitrates, donne une portée industrielle au procédé Haber permettant de fabriquer de l'ammoniaque à partir de l'azote de l'air. Il est employé à la fabrication d'explosifs comme le Trinitrotoluène. Après la guerre, des cartels ont rassemblé producteurs d'azote synthétique et producteurs de nitrates pour résoudre la violente crise de concurrence ouverte entre les marchés de nitrates naturels et ceux d'azote industriel. La soude, primitivement extraite des eaux-mères des marais salants par le procédé Balard, est fournie depuis 1890 par les salines, en France, les saline de Lorraine. La France est enfin particulièrement avantagée par la possession de mines de potasse d'Alsace[1].

Début XX^e siècle, le commerce et l'industrie des engrais se constituent en très grosses sociétés liées entre elles par des accords internationaux contingentant la production pour limiter l'effet des crises par la suppression de la concurrence: entente mondiale de l'Azote, cartel des phosphates. Par l'intermédiaire du commerce des engrais, l'influence de l'économie moderne s'exerce sur la vie et le rythme des prix à la campagne[1].

En 2007, la consommation mondiale d'engrais représentait près de 5800 kilos par seconde soit 179 milliards de kilos: dont 61,6 % d'azote, 23,1 % de phosphates, et 15,3 % de potasses[2].

Rôle

En Europe, un excédent d'azote est relevé dans presque tous les sols agricoles, en particulier dans les zones d'agriculture intensive (ici pour 2005[3], selon les données disponibles de la Commission européenne et de l'Agence européenne de l'environnement. Des tendances équivalentes sont mesurées dans d'autres parties du monde. Ceci est responsable d'une eutrophisation de l'eau, des sols et des milieux, source de dégradation de la biodiversité et des fonctions écosystémiques de ces milieux.

Pour accomplir le processus de leur vie végétative, les plantes ont besoin d'eau, de près de vingt éléments nutritifs qu'elles trouvent sous forme minérale dans le sol, de dioxyde de carbone (CO₂) apporté par l'air, et d'énergie solaire nécessaire à la synthèse chlorophyllienne.

Puis, avec l'avènement de l'industrie chimique, charbonnière et pétrolière au XIX^e siècle, sont apparues des formes chimiques de plus en plus « pures » des éléments de base (NPK). Ces engrais chimiques, en dépit de leurs effets immédiats sur la croissance, n'ont pas toujours été facilement acceptés : par exemple, en 1858, dans le nord de la France, la presse locale rapportait qu'à l’approche des semailles « les agriculteurs sont harcelés par des marchands d’engrais qui prétendent que leurs concentrés chimiques sont plus efficaces que le fumier. La Société impériale d’agriculture, qui a effectué des essais, met en garde contre ces engrais concentrés, qui ne sauraient selon elle remplacer le fumier »[4].

Les engrais doivent apporter, en justes proportions :

des éléments de base, aussi appelé macronutriments, azote (N), phosphore (P), potassium (K); on parle des engrais ternaires de type NPK si les trois sont associés. Sinon, on parle également des engrais binaires NP, NK, PK ou d'engrais simples s'ils sont constitués d'un seul de ces éléments N ou P ou K .
des éléments secondaires, calcium (Ca), soufre (S), magnésium (Mg),
des oligo-éléments, tels que le fer (Fe), le manganèse (Mn), le molybdène (Mo), le cuivre (Cu), le bore (B), le zinc (Zn), le chlore (Cl), le sodium (Na), le cobalt (Co), le vanadium (V) et le silicium (Si).

Ces éléments secondaires se trouvent habituellement en quantité suffisante dans le sol, et ne devraient être ajoutés qu'en cas de carence, la plupart devenant toxiques, à faible dose, au-delà d'un seuil variant selon les éléments, certaines synergies entre éléments, et selon le pH du sol.

Les plantes ont besoin de quantités relativement importantes des éléments de base, les macro-éléments. L'azote, le phosphore et le potassium sont donc les éléments qu'il faut ajouter le plus souvent aux sols pauvres ou épuisés par l'agriculture intensive. Ces ressources sont consommées par les plantes et ne se reconstituent pas entièrement par la jachère.

L’azote (N) contribue au développement végétatif de toutes les parties aériennes de la plante. Il est profitable à la plantation, au printemps, lors de la pousse de la végétation, et aux légumes feuillus, à condition de le distribuer sans excès car cela se ferait au détriment du développement des fleurs, des fruits (alimentation humaine) ou des bulbes, l'azote permet à la plante de fabriquer en quantité et en vitesse accrue les acides nucléiques, aminées ainsi que la synthèse des protéines et de la chlorophylle pour permettre à la plante une croissance plus rapide^{[réf. nécessaire]}. On trouve de l'azote dans le sang séché, dans les tontes de gazon ou dans le purin d'orties. Sous forme chimique (ion NO₃- dit « nitrate »), il est particulièrement soluble dans l'eau et utilisé en excès il est à l'origine de la pollution azotée.
Le phosphore (P) renforce la résistance des plantes et contribue au développement des racines. Le phosphore est extrait principalement des roches phosphatées, on le trouve également dans la poudre d'os ou dans les fientes. Utilisé en excès, il est un facteur d'eutrophisation de l'eau. Les engrais phosphatés chimiques contiennent une multitude d'éléments minéraux secondaires et d'oligo-éléments dont de petites quantités d'uranium (radionucléide) et de cadmium (métal lourd).
Le potassium (K) contribue à favoriser la floraison et le développement des fruits. Le potassium se trouve dans la cendre de bois, qui peut par ailleurs contenir des métaux lourds, ou des radionucléides dans certaines régions.

La chaux calcique est un amendement agricole et une source de calcium. La chaux dolomitique fournit du calcium et du magnésium. Le soufre est généralement présent en quantité suffisante dans le sol.

Types

Les engrais peuvent être de trois types: organiques, minéraux et organo-minéraux.

Engrais organiques

Les engrais organiques sont généralement d'origine animale ou végétale. Ils peuvent aussi être synthétisés, comme l'urée.

Les premiers sont typiquement des déchets industriels, tels que des déchets d'abattoirs: sang desséché, corne torréfiée, déchets de poissons, boues d'épuration des eaux. Ils sont intéressants pour leur apport en azote à décomposition relativement lente, et pour leur action favorisant la multiplication rapide de la microflore du sol, mais n'enrichissent guère le sol en humus stable.

Les seconds peuvent être des déchets végétaux : résidus verts, compostés ou pas, et ils peuvent être constitués aussi de plantes cultivées spécialement comme engrais vert, ou préparées dans ce but, comme le purin d'ortie, ou les algues. Ce sont aussi des sous-produits de l'élevage, tels que les fumiers, composés pour la plupart de litière végétale et de déjections; celles-ci ne sont pas des matières animales, mais des végétaux plus ou moins digérés: lisier, fientes, etc.

Le principe de l'engrais vert reprend la pratique ancestrale qui consiste à enfouir les mauvaises herbes. Elle s'appuie sur une culture intermédiaire ou dérobé, enfouie sur place. Quand il s'agit de légumineuses, telles que la luzerne ou le trèfle, on obtient, en plus, un enrichissement du sol en azote assimilable, car leur système radiculaire associe des bactéries, du genre Rhizobium, capables de fixer l'azote atmosphérique. Pour rendre cette technique plus efficace, on sème les graines avec la bactérie préalablement associée.

Composition en NPK
de différents engrais organiques[note 1]
Engrais	N	P	K
Fumier de bœuf	6	1	7
Fumier de vache	4	1	4
Fumier de cheval	6	1	5
Fumier de porc	4	1	5
Fumier de poule	23	10	17
Fumier de mouton	8	1	7
Fumier de lapin	24	5	0,5
Fumier de guano	10	13	2
Plumes	80	0	0
Cendres de bois	0	1	10
Sang desséché	12	1	1
Os	4	20	0
Corne	12	1	0
Farine de poisson	9	12	4
Déchets de peaux	10	0	0
Urée	46	0	0
Tourteau de ricin	6	0	0

Engrais minéraux

Les engrais minéraux sont des substances d'origine minérale, produites par l'industrie chimique, ou par l'exploitation de gisements naturels de phosphate et de potasse.

L'industrie chimique intervient surtout dans la production des engrais azotés, passant par la synthèse de l'ammoniac à partir de l'azote de l'air, moyennant un apport important d'énergie, fournie par le gaz naturel, principalement le méthane (cette synthèse produit également l'hydrogène). De l'ammoniac sont dérivés l'urée et le nitrate. Elle intervient également dans la fabrication des engrais complexes, qui sont constitués de sels résultant de la réaction d'une base avec un acide. Les engrais composés peuvent être de simples mélanges, parfois réalisés par les distributeurs, coopératives ou négociants. On appelle ces mélanges du bulk blending.

On distingue les engrais simples, ne contenant qu'un seul élément nutritif, et les engrais composés, qui peuvent en contenir deux ou trois. L'appellation des engrais minéraux est normalisée, par la référence à leurs trois composants principaux : NPK. Les engrais simples peuvent être azotés, phosphatés ou potassiques. Les engrais binaires sont notés NP ou PK ou NK, les ternaires NPK. Ces lettres sont généralement suivies de chiffres, représentant la proportion respective de ces éléments. Les engrais chimiques produits industriellement contiennent une quantité minimale garantie d'éléments nutritifs, et elle est indiquée sur le sac.

Par exemple, la formule 5-10-5 indique la proportion d'azote (N), de phosphore (P) et de potassium (K) présente dans l'engrais, soit 5 % de N, 10 % de P₂O₅ et 5 % de K₂O.

L'apport azoté est exprimé en azote N et est apporté sous forme de nitrate NO₃⁻, d'ammonium NH₄⁺ ou d'urée CO(NH₂)₂. Les contraintes d'entreposage de la forme nitrate incitent les distributeurs d'engrais à se tourner vers des formes ammoniacales uréïques. Le phosphore est exprimé sous la forme P₂O₅, mais est apporté sous forme de phosphate de calcium ou d'ammonium. Le potassium est exprimé sous la forme K₂O, mais est apporté par du chlorure, du nitrate et du sulfate de potassium.

Engrais organo-minéraux

Les engrais organo-minéraux résultent du mélange d'engrais minéraux et d'engrais organiques. Les matières organiques azotées représentent généralement 25 à 50 % des produits finis. Les autres constituants du fertilisant, sels simples et minéraux, apportant N. P. K. sous des formes appropriées, sont dilués dans les matières organiques.

Noter que la matière organique présente dans certains engrais liquides n'est plus stable une fois celui-ci dilué : elle entre en décomposition sous l'effet des bactéries et la prolifération de celles-ci bouche les canalisations et orifices de sortie. Il n'y a que les engrais minéraux (en incluant les chélates pour les oligo-éléments) qui peuvent être utilisés dans ce cas et autres systèmes apparentés.

Stockage des engrais liquides

Réservoirs souples au sol

Ces réservoirs sont constitués d’une trame en fibre polyester ou tissu synthétique recouvert sur les deux faces par des composants PVC ; ce type de stockage peu onéreux à l’installation

La cuve souple doit être munie d'un dispositif d'étanchéité sous-jacent constituant un bassin de rétention. La pose d'une membrane (film plastique non biodégradable) étanche est la solution garantissant la rétention du liquide en cas de rupture de la cuve.

Conseils : le terrain doit être préalablement aplani et dégagé de toutes aspérités.. Prévoir sous la citerne à l’aplomb de l’évent, un dôme de sable pour éviter, lors du remplissage, un débordement au niveau de l’évent.

Cuves aériennes à simple paroi en métal, en plastique ou en polyester

Les cuves métalliques – horizontales – en acier inoxydable résistent à la corrosion ; en acier ordinaire, la face interne de la cuve doit être recouverte d’un revêtement protecteur (peinture époxy). Il est recommandé d’acheter des produits additionnés d’un inhibiteur de corrosion.

Les cuves en plastique armé ou en polyester – verticales – faites de résines synthétiques fortifiées de fibres de verre textiles, résistent aux agressions chimiques mais elles sont plus fragiles à une utilisation régulière et aux conditions atmosphériques.

Remarque : les cuves en polyéthylène sont déconseillées car elles présentent une faible résistance à la traction, supportent mal les variations de température et vieillissent prématurément.

Cuves aériennes à double paroi

Les stockages aériens à double paroi peuvent se faire sans système de rétention, si les vannes entrée/sortie sont installées au point haut de la cuve, et s’il existe un dispositif de détection de fuites sonore et visuel. La cuve intérieure doit être recouverte d’un revêtement protecteur (peinture époxy).

Composition

Application

Généralement, les engrais sont incorporés au sol, mais ils peuvent aussi être apportés par l'eau d'irrigation. Cette dernière technique est employée aussi bien pour les cultures en sol, traditionnelles, que hors sol, sur un substrat plus ou moins inerte, tel que terreau, tourbe, laine de roche, perlite, vermiculite, etc. Une autre technique particulière, la culture hydroponique, permet de nourrir les plantes avec ou sans substrat. Les racines se développent dans une solution nutritive, eau plus engrais, qui circule à leur contact. La composition et la concentration de la solution nutritive doivent être constamment réajustées.

Dans certains cas, une partie de la fertilisation peut être réalisée par voie foliaire, par pulvérisation. En effet, les feuilles sont capables d'absorber des engrais, s'ils sont solubles, et si la surface de la feuille reste humide assez longtemps. Cette absorption reste toutefois limitée en quantité. Ce sont donc plutôt les oligo-éléments qui peuvent être ainsi apportés, compte tenu des faibles quantités nécessaires aux plantes.

Sur des sols acides, on peut procéder au chaulage pour augmenter le pH. Cette mesure augmente l'efficacité des engrais en favorisant l'assimilation par les plantes des éléments nutritifs présents dans le sol.

Les engrais doivent être utilisés avec précaution. Il est généralement suggéré

d'éviter les excès, car au-delà de certains seuils les apports supplémentaires, non seulement n'ont plus aucun intérêt économique, mais de plus, risquent d'être toxiques pour les plantes, particulièrement en oligo-éléments, et de nuire à l'environnement ;
de maîtriser leurs effets sur l'acidité du sol ;
de tenir compte des interactions possibles entre les éléments chimiques ;
de tenir compte des limites imposées par les autres facteurs de production.

Engrais de fond

Ce sont des engrais insolubles placé longtemps à l'avance à la base des tiges, leur action est lente et prolongée. En respect des sciences agronomiques, un engrais phosphaté insoluble devra être issu de roches tendres, broyées très fines, incorporées aux premiers centimètres d'un sol légèrement acide de préférence, ou encore seront totalement évités au profit d'apports réguliers d'engrais organiques générateurs d'humus ou bien utilisés en compléments de ceux-ci. L'expression « engrais de fond » ne signifie nullement que l'engrais doive être enfoui « au fond » du sol par un labour. C'est une pratique courante pour les engrais phospho-potassiques apportés à l'automne, mais elle n'est pas pour autant justifiée, surtout s'il s'agit d'un labour enfouissant à fond de raie la terre de surface. C'est au contraire dans la zone de surface, zone d'activité biologique intense, que doivent se trouver les engrais, surtout si, étant insolubles, ils doivent être attaqués par l'activité enzymatique des micro-organismes aérobies de la faune du sol et des jeunes racines.

Les nombreux magazines de jardinage conseillant d'enfouir profondément un engrais de fond minéral ou organique commettent une grave erreur agronomique, source de nombreuses déconvenues, poussant à des frais supplémentaires comme le rachat d'autres plants et de divers autres palliatifs non-désirables[6]^,[7]. Il faut également prendre en considération qu'une plante malade est un foyer de contamination possible en pathogènes et produits de traitements indésirables pour tous les alentours.

Il ne faut pas enfouir profondément des matières organiques fraîches ou peu décomposées car elles ne pourront pas évoluer de manière normale. La matière organique se putréfie faute de dioxygène, ce qui entraîne la formation de composés délétères, nauséabonds, mobiles et toxiques pour les plantes et le sol (méthane, phosphine, ammoniac, certains acides organiques, éléments ioniques sous forme réduite...). Un sol intoxiqué ne peut pas nourrir normalement la plante et devient conducteur d'organismes pathogènes, tels certains vers parasites (taupin, ver blanc, ver gris, etc.) s'attaquant aux racines des plantes cultivées. À l'inverse, en épandant un engrais de fond en surface ou dans les 5 premiers centimètres du sol, le tassement et ravinement sont moins probables et la vie du sol (pédofaune) est stimulée. Tous les sols étant par ailleurs riches de tous les éléments nécessaires au plantes, la stimulation de cette activité biologique, seule capable de mettre à disposition des plantes les réserves du sol, est garante de la bonne fertilisation des plantes dans la majorité des cas.

Au jardin, un engrais de fond peut être apporté à l'automne, après avoir légèrement travaillé le sol pour éliminer l'éventuelle croûte de battance. Cette fumure est constituée de matières organiques qui augmenteront le stock d'humus du sol. Il peut s'agir de matériaux plus ou moins décomposés qu'il faut apporter assez tôt pour qu'ils s'intègrent au sol avant les cultures, en particulier pour les plantes sensibles qui ne supportent pas d'apports juste avant la culture. Les produits non décomposés seront répandus régulièrement en surface où on les laissera plusieurs semaines, voire jusqu'à la fin de l'hiver. Lorsqu'ils seront décomposés, il suffira d'un griffage de surface pour les incorporer à la couche superficielle de terre. Des façons de printemps, même superficielles, sont à proscrire, notamment pour les cultures pérennes sur rang. Elles détruisent les racines de surface, or le printemps est la période où la plante a le plus besoin de ses radicelles surfaciques et mycorhizes associées pour soutenir sa croissance voire sa floraison, radicelles et mycorhizes capables et conçues pour prospecter dans la litière elle-même, si une litière (mulch) a été mise à disposition. Avec un arbre tel le bouleau, plus du quart de l'appareil racinaire peut se trouver dans la litière, les premiers centimètres du sol et la litière pouvant totaliser plus de la moitié de la masse des racines. De jeunes épicéas, les résineux étant les plantes parmi les plus micorhizogènes, peuvent avoir plus 60 % de leur masse racinaire dans la litière[8].

Le meilleur produit brut est le fumier de ferme assaini. D'autres matières organiques non décomposées sont également souhaitables : BRF, pailles, feuilles, épluchures, etc. Les produits trop acides : tourbe, écorces broyées, etc. sont à éviter sur les sols facilement acidifiés, tandis qu'ils sont profitables aux terres calcaires à l'excès. Le meilleur engrais de fond reste le compost, c'est-à-dire un produit mûr. Il est constitué de matières végétales et animales décomposées : fumiers, déchets de cuisine ou du jardin, tailles, tonte, etc. Un compost est bien mûr lorsqu'il forme une masse noirâtre, grumeleuse, dans laquelle on ne reconnaît pas les matériaux d'origine. Dans le commerce, les composts sont vendus comme « amendement organique ».

Le point de départ d'une fumure réaliste et applicable globalement est de connaître les réserves totales du sol en éléments fertilisants, notamment en phosphore et potassium, après analyse chimique du sol. Des carences déguisées, comme c'est le cas généralement, sont corrigeables par un engrais de fond organique tel un compost vert et culture d'engrais verts pour débloquer les éléments qui peuvent en réalité être présents en abondance dans le sol. Certains sols ont d'ailleurs été surfumés en engrais phosphatés, mais nécessitent toujours l'application d'engrais du fait que la rétrogradation du phosphore par les mycorhizes soit réprimé dans ces sols mal cultivés, qui ont ainsi des réserves totales en phosphore pour plusieurs siècles mais que les cultures sont rendues incapables d'utiliser. Une carence vraie, cas rare, nécessite de revoir les pratiques ayant conduit à l'épuisement du sol, et par suite d'apporter un engrais de fond organique enrichi en minéraux, en effet une fumure purement minérale serait encore plus mal venue sur un sol épuisé qui a surtout besoin d'un réamorçage de son activité biologique, ce que les engrais minéraux sont totalement incapables de faire[6]^,[9].

Dose

La dose d'engrais est la quantité d'engrais à apporter pour une certaine surface, ou à un certain nombre de plantes. Idéalement, la quantité apportée devrait être suffisante pour couvrir les besoins des plantes, de façon à garantir le rendement, la qualité, le taux de croissance, voire la beauté, souhaités, sans toutefois les excéder, de façon à limiter le coût de la fertilisation, ainsi que l'impact environnemental. Une dose trop élevée peut aussi endommager une culture. L'excès d'engrais se montre en effet pire que son manque.

Selon les plantes et végétaux, l'apport devra être plus ou moins important et se présenter sous une forme optimale. L'utilisateur de fertilisants se fiera souvent à la notion de dose recommandée[10]. La dose recommandée est la dose d'application suggérée par les instituts de recherche agricoles, publics ou privés, certaines associations ou ONG, ou par les entreprises de commercialisation. Elle va être exprimée en nombre de sacs à utiliser, avec indication des proportions NPK contenues dans un sac, ou directement en quantité de chaque élément à apporter par hectare, ou en quantité à apporter par plante.

Les doses recommandées varient en fonction de la culture, de la variété utilisée, du type de sol, du climat, etc.

Quel est le moyen le plus simple de calculer la quantité d'éléments nutritifs contenue dans un sac d'engrais ?

Le moyen le plus simple est de partir de la formule. Prenons 15-5-20 par exemple. Cela veut dire, pour 100 kg d'engrais, 15 kg d'azote (N), 5 de phosphore (P) et 20 de potassium (K). Donc un sac de 50 kg contient la moitié de chacun des éléments nutritifs :

15/2 : 7,5 kg N (quantité d'azote)

5/2 : 2,5 kg P (quantité de phosphore)

20/2 : 10 kg K (quantité de potassium)

Au total 20 kg d'élément pour un sac de 50 kg d'engrais.

Pour un sac de 25 kg c'est le quart, etc. en suivant la règle de proportionnalité sur 100.

Quelques exemples :

La recommandation est : application de 60 unités par hectare de N (1 unité = 1 kg) sous forme d'urée, qui contient 45 % de N. Combien de sacs prévoir ?
45 divisé par 2 est égal à 22,5 : la division par 2 correspond au poids du sac : 50 kg. Chaque sac contient donc 22,5 kg d'azote.

60 divisé par 22,5 est égal à 2,6. Ainsi, à peu près deux sacs et deux tiers d'un sac du produit sont nécessaires pour couvrir un hectare

2,6 sacs*50 kg : un total de 130 kg d'urée, doit être appliqué par hectare.
Quelle quantité d'urée utiliser pour un champ de 500 m² ?
Si la superficie du champ est de 500 m² la quantité requise d'urée est un vingtième de celle requise pour un hectare soit 6,5 kg (pour rappel, un hectare mesure 100 m * 100 m, et représente 10 000 m²).
Quand il est recommandé d'utiliser un engrais 60-30-30, que se passe-t-il si vous utilisez un engrais 15-15-15 ?
Si vous utilisez uniquement cet engrais, vous n'aurez jamais la bonne proportion entre les éléments nutritifs de base. Par exemple en doublant la dose du 15-15-15 on obtient l'équivalent d'un 30-30-30 pour se rapprocher de l'engrais demandé (60-30-30) mais on voit qu'il manque 30 d'azote, soit seulement la moitié d'azote nécessaire (d'où carence). Si l'on quadruple la dose pour arriver directement au 60 d'azote demandés, on augmente forcément autant le reste : on applique deux fois trop de phosphore et de potassium d'où perte économique et risque pour l'environnement.
À moins d'acheter de l'engrais 60-30-30 pour fertiliser votre culture, vous pouvez plus judicieusement doubler la dose d'engrais 15-15-15 pour arriver à du 30-30-30 et ajouter encore 30 d'azote acheté sous forme d'un banal engrais ne contenant que de l'azote comme un ammonitrate, de l'urée, etc.

Effets sur l'environnement et la santé

Articles connexes : Impacts environnementaux des phosphates et Pollution de l'eau par les nitrates.

L'utilisation des engrais entraîne deux types de conséquences qui peuvent comporter des risques sanitaires (atteinte à la santé de l'homme) ou des risques environnementaux (dégâts sur les écosystèmes).

Le risque sanitaire le plus connu est celui relatif à la consommation par le nourrisson d'eau riche en nitrate, résultant de la fertilisation azotée.

Le risque environnemental le plus cité est celui de la pollution de l'eau potable ou de l'eutrophisation des eaux, lorsque les engrais, organiques ou minéraux, répandus en trop grande quantité par rapport aux besoins des plantes et à la capacité de rétention des sols, qui dépend notamment de sa texture, sont entraînés vers la nappe phréatique par infiltration, ou vers les cours d'eau par ruissellement.

Un risque environnemental moins cité, et pourtant très important lui aussi, est la contribution au réchauffement climatique, due aux fortes émissions, après épandage, d'oxydes d'azote, notamment le protoxyde d'azote (N₂O), qui est un puissant gaz à effet de serre, à fort potentiel de réchauffement global mais à durée de résidence modéré (de l'ordre de 100 ans).

Plus généralement, les conséquences de l'utilisation des engrais, qui peuvent comporter des risques et qui sont soumises à la critique, sont les suivantes :

effets sur la qualité des sols, leur fertilité, leur structure, l'humus et l'activité biologique ;
effets sur l'érosion ;
effets d'eutrophisation des eaux douces et marines liés au cycle de l'azote et de pollution diffuse induite par la toxicité des nitrates dans l'eau potable ou pour certaine espèces, et par leur caractère eutrophisant et favorisant la turbidité de l'eau ;
effets liés à la dégradation des engrais inutilisés, qui émettent des gaz à effet de serre, oxydes d’azote (protoxyde d'azote N₂O et N₂O₄), dans l’atmosphère[11] ;
effets d'eutrophisation des eaux douces et marines liés au cycle du phosphore (eutrophisation voire Dystrophisation) ;
effets liés aux autres éléments nutritifs : potassium, soufre, magnésium, calcium, oligo-éléments ;
effets liés à la présence de métaux lourds : cadmium, arsenic, fluor, présents dans les engrais minéraux et dans les lisiers de porc ;
effets liés à la présence d'éléments radioactifs (significativement présents dans les phosphates) ;
effets sur les parasites des cultures ;
effets sur la qualité des produits ;
pollution émise par l'industrie de production des engrais chimiques et certains engrais organiques ;
utilisation d'énergie non renouvelable pour leur transport et épandage ;
épuisement des ressources minérales ;
effets indirects sur l'environnement, dont par la mécanisation pour l'agriculture intensive, et les épandages.

Consommation mondiale

Entre 1972 et 1992, l'utilisation mondiale d'engrais est passée de 73,8 à 132,7 millions de tonnes. Au Canada, l'utilisation des engrais est passée de près d'un million de tonnes en 1960 à environ quatre millions de tonnes en 1985, tandis que le pourcentage des terres ayant reçu des engrais est passé de 16 % en 1970 à 50 % en 1985[12].

La consommation mondiale d'éléments fertilisants s'est élevée à 179,4 millions de tonnes en 2007 : 61,6 % d'azote, 23,1 % de phosphates, et 15,3 % de potasses[13]. En 2007, les principaux pays consommateurs sont les suivants :

Consommation des engrais[13]
Pays	Millions de tonnes de nutriments
Chine	96,6
États-Unis	29,2
Inde	22,6
Brésil	11,3
Canada	4,7
France	3,8
Indonésie	3,7
Pakistan	3,6
Viet Nam	2,7
Pologne	2,7
Allemagne	2,3
Turquie	2,2
Espagne	2,0
Australie	1,8
Argentine	1,8
Thaïlande	1,8
Russie	1,7
Mexique	1,6
Égypte	1,6
liban	1

Coûts des pollutions diffuses par les engrais

À titre d'exemple, Selon le Centre d'analyse stratégique (CAS) et le selon le Commissariat général au développement durable (CGDD), la France a reçu deux mises en demeure de la Commission européenne pour non-respect de la directive « Nitrates » restées sans effets suffisants[14]. La Commission a ensuite traduit, en février 2012, la France devant la Cour de justice de l'Union européenne (CJUE) pour n'avoir pas pris les « mesures efficaces »[14]. Le CGDD a estimé au vu des chiffres disponibles que le coût des pollutions agricoles (engrais et produits phytosanitaires) (sans compter les condamnations financières de la CJUE), s'élèverait vers 2012 à une fourchette comprise entre 1.113 millions et 2.395 millions d'euros par an[14].

Coûts, dangers et risques d'accidents liés à la fabrication et au stocks d'amonitrates

Outre leur toxicité environnementale, certains engrais sont explosifs (à l'origine de l'Explosion de l'Ocean Liberty à Brest en 1947 avec 26 morts et 1 000 blessés graves, puis de l'explosion de l'usine AZF de Toulouse en France en 2001 (31 morts et 2 500 blessés) ou encore de celle de West Fertilizer Co à West au Texas avec 15 morts et 200 blessés en 2013 par exemple).

Les chimistes cherchent à limiter l'explosivité des engrais contenant des nitrates par une dilution du nitrate d'ammonium (AN) avec des molécules chimiquement plus inerte ou en y incorporant de faibles quantités de matériau augmentant la zone de réaction chimique [Méthode dite de désensibilisation du nitrate d'ammonium)[15]. Les additifs doivent cependant ne pas être trop toxique ni écotoxiques pour rester compatible avec l'usage agricole de ces engrais[15].

Engrais et fiscalité

Dans certains pays, des taxes et écotaxes visent à encourager la limitation des engrais chimiques et peuvent contribuer à réparer les dégâts environnementaux qu'ils induisent parfois;

En France, pour lutter contre les pollutions diffuses, le Centre d'analyse stratégique a proposé que soient étudiées les conditions d'une augmentation de la TVA sur les engrais azotés et souhaite qu'ils soient intégrés dans le groupe des substances assujetties à la redevance sur les pollutions diffuses « tout en prévoyant des compensations adéquates pour les agriculteurs » qui limiteront ces pollutions diffuses (via les mesures agro-environnementales par exemple)[16]^,[14].

Notes et références

Notes

À ne jamais apporter au sol la même année qu'un chaulage

Références

George Pierre. Quelques notes sur le mécanisme du commerce des engrais . In: L'information géographique, volume 4, n°4, 1940. pp. 84-86. [www.persee.fr/doc/ingeo_0020-0093_1940_num_4_4_5929 lire en ligne]
Production et consommation mondiale d'engrais sur planetoscope.com
AEE, Estimated nitrogen surplus across Europe, pour 2005 ; Document Actions Estimated nitrogen surplus (the difference between inorganic and organic fertilizer application, atmospheric deposition, fixation and uptake by crops) for the year 2005 across Europe ; Licence CC-by-2.5]
Journal L’Indépendant, avril 1858. repris à partir des archives par les éphémérides de la semaine du 31 mars au 6 avril 2008)
(en) Richard Schrock, « Nitrogen Fix », Technology Review, Massachusetts Institute of Technology,‎ mai 2006 (lire en ligne)
"Les Bases de la production végétale", tome 1 : Le sol et son amélioration (p. 397) & tome 3 : La plante (p. 146) - Dominique Soltner.
"Planter des haies", (p. 71) - Dominique Soltner.
"Roots demystified", (p. 94) - Robert Kourik.
Claude Bourguignon, Le sol, la terre et les champs: pour retrouver une agriculture saine, éditions Ellebore, 2008, 223 p. (ISBN 286985188X, lire en ligne)
Les fumures de fond.
Agriculture, effet de serre et changements climatiques en France
C. de Kimpe, congrès « La recherche agronomique européenne dans le monde du XXI^e siècle » à Strasbourg les 28 et 29 novembre 1996.
source : http://faostat.fao.org/site/575/DesktopDefault.aspx?PageID=575
Dorothée Laperche (2013), Gestion de l'eau : la difficile équation économique et environnementale Pour répondre aux objectifs de protection de la ressource sans peser sur le budget des ménages ni sur celui de l'État, le Centre d'analyse stratégique propose une combinaison de solutions ; Actu-Environnement 2013-04-05, consulté 2013-04-09
Jimmie C Oxley, James L Smith, Evan Rogers, Ming Yu (2002), Ammonium nitrate: thermal stability and explosivity modifiers ; ENERGETIC MATERIALS; Thermochimica Acta Volume 384, Issues 1–2, 25 February 2002, Pages 23–45 ; https://dx.doi.org/10.1016/S0040-6031(01)00775-4 (résumé)
recommandations du Centre d'analyse stratégique (CAS), en trois notes d'analyse publiées le 3 avril 2013

Voir aussi

Liens externes

Graphe : Consommation d'engrais dans le monde (ONU)
Rapport GEO 3
Conseils pour le choix de l'engrais
Fumure en arboriculture fruitière
Site français sur les engrais chimiques
Exigences de minéraux
Joseph Marchadier et Jean Paul Prévot, « Histoire de la fertilisation », sur interactif-agriculture.org, 15 octobre 2010 (consulté le 1^er juin 2016)

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