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трактор и удобрения на полях

Engrais et agriculture

Les engrais font partie des produits fertilisants pour l’agriculture.

Ils servent à améliorer la croissance des plantes

Mais aussi et surtout à augmenter le rendement et la qualité des cultures.

Dans le domaine de l’environnement et aussi des engagements pris pour la biodiversité, les engrais dans l’agriculture sont un nouveau dilemme.

Surtout avec l’épandage.

Les engrais servent en effet depuis l’Antiquité.

On ajoutait alors dans le sol des phosphates d’os, calcinés ou non, de l’azote des fumures (matière organique issue des déjections) animales et humaines ainsi que le potassium des cendres.

D’ailleurs pour la plupart des cultures, les principaux éléments nutritifs nécessaires sont l’azote, le phosphore et le potassium.

Engrais simples et composés

Selon leur composition en azote, phosphore et potassium, on distingue en agriculture les engrais simples des engrais composés :

¤ les engrais simples ne possèdent qu’un seul des trois principaux éléments:

  • sulfate d’ammoniaque : azote
  • superphosphates : phosphore
  • chlorure de potasse : potassium

¤ les composés combinent deux (binaires) ou trois (ternaires) des éléments principaux.

On distingue aujourd’hui deux grandes familles d’engrais pour l’agriculture :

Les organiques :

Les engrais organiques sont d’origine animale ou végétale.

Ils se décomposent lentement et ils favorisent aussi la multiplication rapide de la microflore du sol :

  • arêtes de poissons, coquilles d’œufs, corne broyée, fumier, guano, plumes, poudre d’os, sang séché, urée, …
  • algues, cendre de bois, compost, marc de café, purin d’ortie, ..

Les minéraux :

Les engrais minéraux sont des substances d’origine minérale.

Ils proviennent en effet de l’exploitation de gisements naturels : phosphate, potasse, poussière de lave ou de basalte, roches volcaniques ou encore serpentine.

Mais les engrais minéraux proviennent de l’industrie chimique et ce sont donc des engrais chimiques.

On peut donc aussi classifier la famille des engrais minéraux en engrais naturels et en engrais chimiques.

A cette présentation s’ajoute la famille des engrais chimiques.

La complexité de l’ensemble compose l’enjeu du duo engrais et environnement dans l’agriculture.

La chimie et les engrais

Les engrais chimiques servent aujourd’hui dans le cadre d’une agriculture intensive.

Et cela pour d’augmenter la croissance et le rendement des cultures, en raison de leur faible coût et de leur excellente efficacité.

On distingue trois grandes familles d’engrais chimiques :

  • Engrais azotés : l’azote est un élément très important pour la croissance des végétaux qui est naturellement présent dans l’atmosphère. On trouve aussi dans ces engrais azotés, les nitrates. Présents dans la composition des engrais naturels comme le fumier, les nitrates se trouvent aussi dans les engrais chimiques utilisés dans la culture intensive.
  • Engrais phosphatés : ils apportent à la terre du phosphore, de l’aluminium, de l’azote et du calcium.
  • Engrais potassiques : la potasse est naturellement présente dans les terres, certains sols étant plus riches que d’autres. Quelques végétaux sont particulièrement avides de potasse, tels que les pommes de terre, les betteraves, ou encore la vigne.

L’agriculture productiviste détruit l’humus du sol et dégrade la terre au point de la rendre compacte et incapable d’absorber l’eau de pluie.

L’industrie chimique permet d’obtenir de l’azote (symbole chimique N), du phosphore (P), du potassium (K), du calcium (CA), du magnésium (M) et du soufre (S).

Quand les engrais sont simples, ils ne possèdent qu’un élément : N, P, K., CA, M ou S.

Les engrais composés comprennent généralement au moins trois éléments (N, P et K en proportions variables).

Les engrais naturels

Tout comme il existe deux grands types d’engrais (minéraux et organiques), il existe deux types d’engrais naturels ; les engrais minéraux naturels et les engrais organiques naturels.

Les engrais organiques et minéraux sont des fertilisants qui permettent de nourrir les plantes ou le sol afin d’apporter une dose de nutriments supplémentaires assimilables de façon plus ou moins rapide.

Minéraux naturels

Ce sont des éléments inertes provenant de gisements naturels (potasse et phosphate).

Ils fournissent à la plante des minéraux directement assimilables et ont donc une action « coup de fouet ».

Les engrais minéraux dits « simples » apportent un seul élément à la fois (à l’opposé des engrais minéraux de synthèse qui sont adaptés et qui contiennent au moins trois composants principaux comme l’azote (N), le phosphore (P) et le potassium (K)).

Organiques naturels

Ils sont issus de matière vivante, soit animale, soit végétale.

En plus ils sont censés ne pas avoir de traitements chimiques.

Ils sont utilisés en fertilisation de fond et libèrent progressivement des éléments nutritifs tels que l’azote, la potasse ou le phosphore mais aussi des oligoéléments

Les engrais minéraux

Leur manipulation est délicate car ils sont très concentrés et peuvent entraîner des brûlures.

Guano

Les excréments et cadavres d’oiseaux marins créent une matière minérale (Guano), riche en azote mais également en phosphate et en potasse. Par contre l’exploitation de cette matière entraîne la destruction de sites de nidification d’oiseaux particulièrement sur les côtes du Pérou.

Kiesérite

C’est une roche notamment riche en magnésie et en soufre.

Patentkali

C’est une roche broyée riche surtout en potasse, en magnésie et en soufre.

Phosphates naturels

Cet engrais est extrait de carrières et offre une teneur très élevée en phosphates.

Mais il peut contenir des métaux indésirables comme le cadmium.

Phosphore

Le phosphore est un sel minéral. C’est le deuxième minéral le plus abondant dans le corps humain.

Il est principalement utilisé sous forme de phosphate dans les engrais minéraux.

Le phosphore est aussi utilisé dans la fabrication de détergents, comme agent polisseur dans les dentifrices et comme additif stabilisant dans certains aliments.

Les trois formes allotropiques du phosphore solide sont soit blanches, rouge ou noire.

Poudres de roches

Les roches granitiques et basaltiques, ainsi que la lave, peuvent être moulues.

Ces roches forment d’ailleurs un excellent engrais naturel.

Les roches volcaniques sont riches en silice et la poudre de roches basaltiques contient du potassium, du calcium, du magnésium et du fer.

Les engrais azotés

L’azote gazeux représente 78 % des gaz atmosphériques.

C’est en effet un élément indispensable à tous les organismes vivants qui l’utilisent pour synthétiser les protéines.

Un sol de grandes cultures ayant 3 % d’humus contient 5000 kg d’azote organique.

Environ 5% de l’azote présent dans le sol est de forme minérale (ammonium et nitrate)

Par contre les 95 % de l’azote restant est de forme organique, (protéines (60%), acides aminés (5 à 15 %) et sucres simples (10 à 20 %)).

Le cycle de l’azote est un cycle biogéochimique.

Il décrit notamment la succession des modifications subies par les différentes formes de l’azote neutre en formes réactives (diazote, nitrate, nitrite, ammoniac, azote organique) et vice-versa.

L’azote (N) ne représente que 3 % de la matière sèche végétale et entre dans la fabrication des acides nucléiques (aminés, protéines, chlorophylles, substance de croissance, …)

Les acides nucléiques sont des molécules indispensable à la croissance et au développement des plantes.

Utilisés depuis plus d’un siècle, les engrais azotés provenaient à l’origine de sous-produits végétaux et animaux (fumier, guano, engrais verts…).

Ils ont commencé à être fabriqués industriellement dès lors que F. Haber et C. Bosch ont mis au point un nouveau procédé permettant de les synthétiser industriellement.

Et cela en utilisant des molécules d’air réduites en ammoniac et mis en réaction avec du méthane et de l’eau pour obtenir du nitrate d’ammonium.

Ammonisation de l’azote

L’ammonisation de l’azote est la transformation de l’azote organique (d’origine végétale ou animale) en azote ammoniacale.

Cette ammonisation ou formation d’ammoniac à partir de matière organique est un phénomène microbien.

Humification de l’azote

Nourrir le sol implique des processus d’humification.

L’humification de l’azote provient des débris de végétaux (protides à grosses molécules) et donne de l’humus (protides à molécules d’abord petites puis polymérisées).

Les matières organiques du sol proviennent de résidus végétaux, animaux et microbiens.

Elles représentent environ 5 % du poids sec de la terre, le reste étant occupé par des constituants minéraux issus de roches.

La forte croissance des végétaux au printemps est provoquée par l´augmentation de la température qui accélère la minéralisation de l´azote.

Minéralisation de l’azote

L’azote assimilé par les plantes est restitué au sol.

On appelle ainsi minéralisation la transformation de l’azote organique du sol en azote minéral grâce aux micro-organismes.

Cette minéralisation de l’azote du sol est le résultat de la décomposition des matières organiques du sol ou d’autres sources organiques par les bactéries et les champignons du sol.

Les taux de minéralisation dépendent des conditions de température et d’humidité, la minéralisation est donc graduelle au cours de la saison de végétation.

Lente durant les mois d’avril et mai, elle est élevée à partir du mois de juin jusqu’à la fin du mois d’août.

Nitrification de l’azote

La nitrification se réalise en deux étapes, la nitritation (transformation de l’ammonium en nitrite) et la nitratation (transformation du nitrite en nitrate).

La nitrification est la transformation des composés ammoniacaux en nitrates.

L’eau ammoniacale traversent la terre et acquiert ainsi des nitrates.

Cette apparition de nitrates est du à des organismes vivants.

Depuis 2007, l’agriculture biologique, qui exclut le recours à la plupart des produits chimiques de synthèse (pesticides), a acquis ses lettres de noblesse.

Notamment depuis son brevet de reconnaissance décerné par la Food and Agriculture Organisation (FAO).

Article : P. du Chélas

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