Fertilisation - Définition

Introduction

La fertilisation est le processus consistant à apporter à un milieu de culture, tel que le sol, les éléments minéraux nécessaires au développement de la plante. Ces éléments peuvent être de deux types, les engrais et les amendements. La fertilisation est pratiquée soit en agriculture, en jardinage et également en sylviculture.

Les objectifs finaux de la fertilisation sont d'obtenir le meilleur rendement possible compte tenu des autres facteurs qui y concourent (qualité du sol, climat, apports en eau, potentiel génétique des cultures, moyens d'exploitation), ainsi que la meilleure qualité, et ce, au moindre coût. En outre (particulièrement en agriculture durable) s'y ajoute l'objectif de préservation de la qualité de l'environnement.

Les besoins des plantes

Pour se développer, les plantes utilisent de l'eau, de la lumière, du carbone, de l'oxygène et des éléments minéraux.

• L'air fournit le carbone (sous forme de CO₂) et l'oxygène, qui sont fixés grâce à la photosynthèse. Il fournit également, pour certaines catégories de plantes (les légumineuses), l'Azote, qui sera rendu disponible par minéralisation par des organismes symbiotiques (Azobacter).
• les éléments minéraux et l'eau sont fournis par le sol. Les principaux éléments minéraux utilisés sont l'azote, le phosphore, le potassium, le magnésium, le calcium et le soufre. Des éléments mineurs, dit oligo-éléments sont également nécessaires en quantité moindre : le fer, le manganèse, le zinc, le cuivre, le bore, le molybdène par exemple.

Les besoins de la plante évoluent au cours de son développement. Aux stades où ils sont nécessaires, les éléments minéraux doivent pouvoir être prélevés par la plante dans le sol. Ils doivent être disponibles en quantités suffisantes et sous une forme disponible. Si les éléments ne sont pas disponibles au moment nécessaire, la croissance de la plante sera limitée et le rendement final plus faible.

Dans le cas d'une plante se développant sur place et non récoltée, les éléments minéraux sont prélevés au cours de la croissance de la plante, mais restitués au sol lorsque la plante meurt. Il n'y a donc pas réellement de pertes d'éléments minéraux.
En revanche, lors de la culture d'une espèce à fins agricoles, une partie de la plante n'est pas restituée au champ (par exemple les grains du blé, voir la presque totalité de la plante dans le cas du maïs ensilage). Toute une partie des éléments minéraux prélevés dans le sol, ne le réintègrent pas, et ne sont ainsi pas disponibles pour la culture suivante. Les éléments nutritifs manquant pour les cultures ultérieures peuvent être apportés sous forme de produits fertilisants.

Afin de garantir à la fois une disponibilité suffisante pour la plante, et ne pas apporter plus que nécessaire (perte financière et risque écologique), il est utile de connaître exactement le montant exporté (c'est-à-dire utilisé) par la plante. C'est ce qu'on appelle un bilan d'exportation. Le montant exporté par la plante peut être intégralement compensé, par apport sous forme de fertilisant.

Le bilan d'import-export des éléments nutritifs

En agriculture, un bilan nutritif est la différence existant entre la quantité d'éléments nutritifs fournie par la matière organique (après minéralisation) et les engrais et la quantité d'éléments nutritifs enlevée par la culture ou perdue, par exemple par l'érosion ou le drainage. Un calcul très précis du bilan est difficile à établir, d'autant plus qu'il doit tenir compte d'un objectif de rendement qui ne sera pas forcément respecté, mais un calcul approximatif peut suffire pour indiquer si la quantité d'engrais appliquée est trop faible ou trop élevée.

Pour éviter l'appauvrissement des sols, il est nécessaire de compenser les prélèvements faits par la culture et les pertes dues par exemple au lessivage.

En pratique, un bilan global consiste à estimer, le plus précisément possible, le montant nécessaire pour assurer le niveau de récolte souhaité et le montant théoriquement disponible. La balance de ces deux valeurs indique le niveau de fertilisation à apporter. En résumé, l'agriculteur cherche à apporter ni trop, ni pas assez.

Le bilan d'exportation

Le bilan d'exportation consiste à estimer, le plus précisément possible, la quantité d'un élément utilisé par une culture, et non restituée au sol. C'est une technique qui peut être utilisée dans les différents types d'agriculture durable (telle que l'agriculture raisonnée ou l'agriculture biologique) comme dans l'agriculture classique.

Par exemple, pour une récolte de blé, on estime la quantité d'azote contenu dans chaque quintal de grain, pour une récolte d'ensilage de maïs, il s'agit de la quantité contenue dans une tonne de matière sèche de plante récoltée.

Ainsi, on peut, par exemple, estimer que le blé nécessite environ 3 kg d'azote par quintal de grains produit. Pour un champ de blé donnant un rendement de 80 quintaux par hectare, on évalue donc la quantité totale d'azote nécessaire par hectare à 3*80 = 240 unités d'azote. Ce montant constitue un maximum de ce qui doit être apporté sous forme d'azote.

Ce montant de 3 kg d'azote par unité de production, est bien évidemment différent pour chaque culture, en fonction de l'espèce, de la variété et de l'objectif de rendement accessible. Pour le blé par exemple, cette valeur peut varier de 2,5 à 3,5 selon les variétés, ce qui peut se traduire par une grosse différence en termes d'apport.

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

Le bilan des importations

Il consiste à estimer en début de campagne, le montant qui est ou sera disponible. Il s'agit essentiellement du reliquat restant de la campagne précédente, des apports issus de la minéralisation (c'est-à-dire la transformation de matière organique en élément minéral disponible), typiquement des apports de fumier, les pailles issues de la précédente culture, les retournements d'anciennes prairies), voire les apports par eau d'irrigation.