Engrais
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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 (Inerte est l'état de faire peu ou rien.), tel que terreau, tourbe (La tourbe est le produit de la fossilisation de débris végétaux sur 1000 à 2500 ans dans des milieux humides anaérobies que l'on appelle tourbières. Cette matière, parfois considérée comme roche ou comme sol, est...), laine de roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du sous-sol est formé par un assemblage de minéraux, comportant parfois des...), perlite, vermiculite, etc. Une autre technique particulière, la culture (La Culture est une civilisation pan-galactique inventée par Iain M. Banks au travers de ses romans et nouvelles de science-fiction. Décrite avec beaucoup de précision et de détail, La Culture...) hydroponique, permet de nourrir les plantes avec ou sans substrat. Les racines se développent dans une solution nutritive, eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) plus engrais (Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments minéraux, destinées à apporter aux plantes des compléments d'éléments nutritifs, de...), 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 (Le terme de pulvérisation a été introduit en 1975 par J. M. Steele dans sa thèse de doctorat, à l'université Stanford.). En effet, les feuilles sont capables d'absorber des engrais, s'ils sont solubles, et si la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet...) de la feuille (La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs. Elle est insérée sur les tiges des plantes au niveau des nœuds. À l'aisselle de la feuille se...) reste humide assez longtemps. Cette absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux niveaux d'énergie électronique. Le...) reste toutefois limitée en quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.). 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 (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...);
  • 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.

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 (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un (1 000 001). Il vaut un millier de...) de tonnes en 1960 à environ quatre millions de tonnes en 1985, tandis que le pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une expression comme « 45 % » (lue « 45 pour cent »)...) des terres ayant reçu des engrais est passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle des temps centrée sur le présent....) de 16% en 1970 à 50% en 1985.

La consommation mondiale d'éléments fertilisants s'est élevée à 179,4 millions de tonnes en 2007 : 61,6% d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le gaz diatomique diazote N2,...), 23,1% de phosphates, et 15,3% de potasses. En 2007, les principaux pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision...) consommateurs sont les suivants (en millions de tonnes de nutriments):

Consommation des engrais
Pays Millions de tonnes
Chine 46,6
États-Unis 29,2
Inde 22,6
Brésil 11,3
Canada 4,7
France 3,8
Indonésie (L'Indonésie, officiellement la République d'Indonésie (en indonésien Republik Indonesia), est un pays transcontinental d'Asie du Sud-Est et d'Océanie. Avec plus de...) 3,7
Pakistan 3,6
Viet Nam 2,7
Pologne 2,7
Allemagne 2,3
Turquie 2,2
Espagne 2,0
Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de l’île-continent du même...) 1,8
Argentine 1,8
Thaïlande 1,8
Russie 1,7
Mexique 1,6
Égypte 1,6

Effets sur l'environnement et la santé

Voir aussi : Impacts environnementaux des phosphates, 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 d'eau riche en nitrate (Les nitrates (autrefois nommés nitre, souvent synonyme de salpêtre) sont les sels de l'acide nitrique. La formule chimique de l’ion...), résultant de la fertilisation azotée, par le nourrisson (On désigne par le mot nourrisson la période entre l'âge d'un mois et de deux ans chez un bébé. Avant cette période, on parlera d'un nouveau-né. La période qui suit se nomme...).

Le risque environnemental le plus cité (La cité (latin civitas) est un mot désignant, dans l’Antiquité avant la création des États, un groupe d’hommes sédentarisés libres (pouvant avoir des esclaves),...) est celui de la pollution de l'eau potable (Une eau potable est une eau devant satisfaire à un certain nombre de caractéristiques la rendant propre à la consommation humaine.) ou de l'eutrophisation (L'eutrophisation d'un milieu aquatique, tel que cours d'eau ou mares, désigne originellement et simplement son caractère eutrophe (du grec eu :...) 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 (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène...), dûe aux fortes émissions, après épandage, d'oxydes d'azote, notamment le protoxyde (Le protoxyde d'une substance chimique est le composé le moins oxygéné parmi tous ceux qui peuvent être formés en se combinant avec l'oxygène.) d'azote (N2O), qui est un puissant gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du...), à fort potentiel de réchauffement global et à durée de résidence (Le nom de résidence est donné à un ensemble de voies souvent qui forment une boucle ayant la particularité de desservir des mêmes logements appelées...) élevée (de l'odre 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 (Pour le sens commun, la fertilité désigne à la fin du XXe siècle la capacité des personnes, des animaux ou des plantes à produire une descendance viable et abondante....), leur structure, l'humus et l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) biologique ;
  • effets sur l'érosion ;
  • effets liés au cycle de l'azote et à la toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à provoquer des effets néfastes et mauvais...) des nitrates dans l'eau potable ;
  • effets liés à la dégradation des engrais inutilisés, qui émettent des gaz à effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments climatiques les cultures produites pour l'alimentation ou le plaisir de l'homme pour une...), oxydes d’azote (protoxyde d'azote N2O et N2O4), dans l’atmosphère ;
  • effets liés au cycle du phosphore ;
  • effets liés aux autres éléments nutritifs : potassium (Le potassium est un élément chimique, de symbole K (latin : kalium, de l’arabe : القَلْيَه al-qalyah) et de numéro atomique 19.), soufre (Le soufre est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole S et de numéro atomique 16.), magnésium, calcium, oligo-éléments ;
  • effets liés à la présence de métaux lourds : cadmium (Le cadmium est un élément chimique de symbole Cd et de numéro atomique 48.), arsenic (L’arsenic est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole As et de numéro atomique 33, présentant des propriétés...), fluor (Le fluor est un élément chimique de symbole F et de numéro atomique 9. Il s'agit du premier élément de la famille des halogènes, de masse atomique 19.), ou d'éléments radioactifs, significativement présents dans les phosphates, et dans les lisiers de porc (Le porc (du latin porcus) qui se dit aussi cochon domestique (Sus scrofa domesticus) ou cochon des villes est un mammifère domestique omnivore de la famille des porcins, ou...) par les métaux lourds ;
  • effets sur les parasites des cultures ;
  • eutrophisation des eaux douces et marines ;
  • effets sur la qualité des produits ;
  • pollution émise par l'industrie de production des engrais ;
  • utilisation d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) non renouvelable ;
  • épuisement des ressources minérales ;
  • effets indirects sur l'environnement, par la mécanisation pour l'agriculture intensive (L'agriculture intensive est un système de production agricole caractérisé par l'usage important d'intrants, et cherchant à maximiser la production par rapport aux facteurs de production, qu'il...), et les épandages.
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