Engrais - Définition

Introduction

Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments minéraux, 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 et lors des activités de jardinage. Les engrais furent utilisés dès 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.

Histoire et rôle

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.

Les Égyptiens, durant des milliers d'années, ont utilisé les riches limons apportés par le 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.

Puis, avec l'avènement de l'industrie chimique, charbonnière et pétrolière au 19ème 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.»

Les engrais doivent apporter, en justes proportions:

• des éléments de base, azote (N), phosphore (P), potassium (K); on parle des engrais de type NPK si les trois sont associés. Sinon, on parle également de N, NP, NK, PK;
• 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 des récoltes intensives, et se succédant sans jachère.

• l'azote 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, mais il convient de le distribuer sans excès car cela se ferait au détriment du développement des fleurs, des fruits ou des bulbes. 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 peut alors être à l'origine de pollution azotée.
• le phosphore renforce la résistance des plantes et contribue au développement des racines. Le phosphore se retrouve dans la poudre d'os ou dans les fientes. En excès, il est un facteur d'eutrophisation de l'eau. Les engrais phosphorés chimiques peuvent contenir des radio-nucléides et du cadmium résiduel.
• le potassium 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.

Le trio «NPK» constitue la base de la plupart des engrais vendus de nos jours. L'azote est le plus important d'entre eux, et le plus controversé à cause du phénomène de lessivage, lié la forte solubilité des nitrates dans l'eau. Selon le procédé Haber-Bosch, un pour cent de l'énergie consommée par les humains produit de l'ammoniac, qui fournit la moitié de l'azote nécessaire à l'agriculture.

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.