2021 Fertilisation [PDF]

Zitiervorschau

Fertilisation I. Définitions La fertilisation des plantes qui consiste à mettre à disposition de la plante la quantité d'éléments minéraux nécessaire à sa bonne croissance est favorisée en AB par la bonne fertilité des sols en premier lieu. Cependant, des apports de fertilisants organiques composés d'éléments minéraux assimilables plus rapidement par la plante permettent de compéter les apports.

II. Composition des plantes : analyse des besoins en éléments minéraux Les plantes sont composées à 90% d'éléments chimiques construits à partir de trois éléments minéraux principaux : Carbone (C), Oxygène (O), et Hydrogène (H). C'est trois éléments sont issus de l'air (CO2 et O2) et de l'eau (H2O). D'autres éléments chimiques composent les plantes. On trouve des éléments majeurs dits Macro-éléments nécessaires à la croissance de la plante, présents en grande quantité (N, P, K) et des éléments en plus petites quantités dits Oligoéléments (Fe, Zn, Cu, Br…). Composition élémentaire des végétaux (en % de la Matière sèche). Tiré des couverts végétaux .Frédéric Thomas, Matthieu Archambeaud. 2016 Éléments majeurs

% min

% max

oligoéléments

% min

% max

C

Carbone

45

50

Fe

fer

0,0005

0,15

O

oxygène

42

44

Zn

zinc

0,001

0,01

H

hydrogène

6

7

Cu

cuivre

0,0017

0,0036

N

azote

1

3

Mo

molybdène

0,00005

0,00045

P

phosphore

0,06

1

Mn

manganèse

0,0007

0,0063

K

potassium

0,3

4

B

bore

0,0002

0,009

S

soufre

0,1

1

Ca

calcium

0,5

3,5

Mg

magnésium

0,03

0,8

Cl

chlore

0,2

1

Si

silicium

0,7

1,4

Na

sodium

0,001

3,5

Ces éléments minéraux sont nécessaires dans la plante pour remplir certaines fonctions primordiales. Un manque ou un excès provoquent des perturbations de sa croissance. Rôle des éléments minéraux et effets sur la croissance de la plante. Tiré de la fertilisation 1

organique des cultures FABQ J. Petit et P Jobin. Les bases de la méthide Hérody D. Massenot Eléments

Rôles et effets

azote

Rôle : constitution des protéines Déficit : déficit d'activité biologique dans le sol, faible végétation Excès : déséquilibre, accumulation de nitrates dans le sol, acidification, dérive microbienne, vulnérabilité des plantes aux ravageurs

phosphore

Rôle : photopsynthèse et dégradation des glucides, essentiel pour floraison, nouaison, précocité, grossissement de fruits et la mâturation des graines Déficit : manque de vigueur, retard de floraison, difficulté de fructification, perturnation du cycle du calcium, soufre, fer Excès : défaut de mycorhization, développement des maladies

potasse

Rôle : régulation de l'eau dans la plante, résistance des plantes au gel à la sécheresse et aux maladies Déficit : manque de vigueur, irrégularité de la maturité, diminution de la synthèse des sucres et de la synthèse des protéines Excès : antagoniste K/Ca et K/Mg, teneur en eau élevée de la plante et du fruit, développement des maladies

calcium

Excès : blocage par immobilisation du calcaire actif Déficit : parois cellulaires fragiles, manque de vigueur

magnésium

Excès : bloque le calcium, brûlure du feuillage Déficit : défaut de croissance, chloroses sur les feuilles anciennes

Soufre

Déficit : défaut de photosynthèse et de synthèse des protéines

III. Origine des éléments minéraux L'Azote N, est un composant très important, il est issu principalement de l'air (pluie, orage, symbiose des légumineuses) mais aussi de la dégradation de la matière organique par des bactéries intervenant dans le cycle de l'azote. Le produit de dégradation final, assimilable par les plantes, issu de ce cycle est le nitrate NO3-.. Il est soluble dans l'eau et ainsi lessivable, il peut être emporté par la pluie par ruisselement ou infiltration et alors entraîner des pollutions de l'eau. Le phosphore est issu à 40% de la dégradation de la roche mère par des champignons, dits mycorhizes, et pour 60% de la dégradation de la matière organique qui libère des ions phosphates assimilables par la plante. Ce phosphate peut être très rapidement associé à d'autres éléments tel le calcaire et ne plus être disponible pour la plante mais il peut être relibéré par l'action des champignons. Il est faiblement lessivé. Image microscopique d'une mycorhize

2

Le potassium est essentiellemnt extrait de la roche mère (notamment mica et feslspath) par l'action des mycorhize. Il est dans une moindre mesure issu de la dégradation des amendements organiques et des résidus de cultures. Les plantes avant la fin de leur cycle de croissance restituent le potassium au sol à partir de leurs racines et par les feuilles lavées par la pluie. Le potassiuem peut être retenu par les argiles ou l'humus mais il est très lessivable si ces deux éléments sont peu présents. Le soufre est issu de l'air par la combustion de combustible, de la roche mère et de la dégradation de la matière organique. Il est aussi un élément soluble dans l'eau et donc lessivable. Les éléments fer, bore, cuivre sont précipités (ou associés) avec d'autres éléments minéraux du sol et sont donc insolubles.

IV. La fertilité des sols On note donc que l'origine de ces éléments minéraux est soit l'air, la roche mère, la matière organique, l'eau du sol. On note que de nombreux micro-organismes : champignons, bactéries, mais aussi au préalable des macro-organismes : cloportes, ver de terre..., interviennent pour mettre à disposition de la plante les minéraux sous des formes qu'elle peut assimiler. On constate alors que la croissance des plantes ne peut pas avoir lieu sans ces micro-organiqmes et qu'il est alors nécessaire de les nourrir et de les stimuler en apportant de la matière végétale ou animale au sol. Les formes d'apports de matières organiques peuvent être variées : - matières fraîches sous forme d'engrais vert, fumier, lisier qui nourrissent les microbes - soit de la matières plus décomposées sous forme de compost On doit donc créer et maintenir cette vie du sol que l'on nomme la fertilité biologique du sol. La fertilité des sols : Aptitude des sols à apporter les éléments essentiels (azote, phosphore et potassium principalement) à la croissance des végétaux par l’action des organismes vivants (animaux, insectes, champignons, parasites) ayant des interrelations complexes et qui se nourrissent de débris végétaux ou animaux. L’ensemble de ces organismes contribuent à la dégradation de la matière organique qui entraîne la libération des éléments nutritifs nécessaires à la plante. Une fraction de la matière organique, facilement dégradable, participe à la fertilité du sol en nourrissant la biomasse microbienne qui elle-même participe à la nutrition des plantes en azote, phosphore… Une autre fraction dite « stable » a un rôle de structuration du sol. L’équilibre du ratio entre dégradation et stabilisation de la matière organique détermine la fertilité biologique des sols.

3

Tiré de "Je sème des engrais verts". Pascal Aspe. Terre vivante. 2018

V. Les amendements et fertilisants autorisés en agriculture biologique Les amendements apportent principalement du carbone, source de vie dans le sol, et participe à entretenir la fertilité du sol et pour certains à re-ensemencer le sol en microorganismes. Les engrais organiques apportent des formes de N, P, K plus vite assimilables par la plante. Les amendements organiques doivent présenter des valeurs pour chaque élément N, P, K inférieur à 3% de la matière brute et la somme des trois éléments doit être inférieure à 7% de la matière brute. Les engrais organiques présentent des valeurs supérieures à celles énoncées ci-dessus. Les amendements et fertilisants qui peuvent être utilisés en AB sont listés dans l'annexe I du réglement européen CE n°889/2008 : "engrais et amendements du sol". (texte proposé en annexe du cours). Ils doivent tous être d'origine naturelle. On peut aussi se reporter au tableau fumuresautoriseesenAB.

V.a.Les différents amendements 1.Les effluents d'élevages Les fumiers doivent être issus délevages biologiques ou non, extensifs ou intensifs. Ils ne peuvent pas être issus d'élevages industriels; c'est à dire d'élevage sans 4

superficie agricole (animaux toujours enfermés) et élevages où les animaux ne peuvent se mouvouir librement sur 360° ou maintenus dans l'obscurité. Les fumiers présentent des valeurs en azote très variables selon les espèces, l'âge des animaux et la quantité de paille.

Teneurs de matières séches, d'azote total, de phosphore et de potasse dans différents fumiers (exprimé en kg par tonne de produit brut). Leclerc 2001 Fumier de

Matière Sèche

N total

P2O3

K2O

Vaches laitières

220

5,8

2,3

9,6

ovins

300

6,7

4

12

porc

330

7,2

7

10

caprins

450

6,1

5,2

7

chevaux

540

8,2

3,2

9

Poulets de chair

750

29

25

20

On note que le fumier de volaille est très riche en éléments minéraux et ne doit pas être utilisé trop proche d'une plantation. Ensuite c'est le fumier de porc et d'ovin. Le fumier comportant beaucoup de paille et donc de lignine riche en carbone augmente l'activité des microorganiqmes du sol. La faim d'azote n'est pas à craindre car les excréments riches en azote apporte l'azote nécessaire aussi à l'activité des microorganisme. L'apport de fumier améliore la structure du sol car il est transformé en humus. Il est préférable d'épandre le fumier en tête de la rotation des cultures à l'aide d'un épandeur pour en facilité la répartitiion et la décomposition. On peut notamment l'épandre dans un engrais vert et le laisser se décomposer. Il sera introduit dans le sol lors de l'incorporation de l'engrais vert. Ne pas planter ou semer juste après l'apport d'un fumier très pailleux. Les fumiers peuvent avoir des inconvénients : ➢ si trop riches ils peuvent brûler les racines (type fumier de volailles) ➢ si trop sec et compact ils peuvent empêcher la croissance de certains légumes racines ➢ ils peuvent apporter des graines et des adventices 2. Le compost de fumier Il peut être réalisé à la ferme ou par des entreprises spécialisées. Il est plus facile à épandre et est plus concentré en éléments minéraux que le fumier non composté. On apporte, alors moins de compost, que de fumier à l'hectare.

5

Teneurs de matières séches, de matières organiques, d'azote total, de phosphore et de potasse dans différents composts (exprimé en kg par tonne de produit brut). Leclerc 2001 Fumier de

Matière Sèche

MO

N total

P2O3

K2O

Vaches laitières

330

210

8

5

14

ovins

360

260

11,5

7

23

porc

317

7,6

10,2

14,7

volaille

780

577

24,9

28

25

Déchets vert

590

270

8

4

8

On peut distinguer les composts jeunes , compostage seulement d'un mois, des compost dits mûr, compostage plus de trois mois : ➢ le jeune comporte encore de la lignine non dégradée et une activité biologique importante qui est alors restituée au sol et ensemence le sol ➢ le mûr est plus riche en humus et ainsi apporte au sol des composés déjà prédigérés qui seront alors capitalisés par le sol : augmentation du complexe argilo humique, rétention d'eau plus importante (très utile en sol sableux) 3. Les composts de déchets verts Ils sont très riches en matières séches et en carbone et comportent moins d'éléments minéraux que les composts issus d'éffluents d'élevage (voir tableau ci-dessus). Il peuvent être issus de votre fabrication mais aussi d'usine de tri. Il est alors nécessaire de demander que les déchets verts que vous allez composter n'est pas subis de traitement par des pesticides. Les déchetteries doivent vous transmettre l'analyse des teneurs en éléments métalliques, elles doivent être inférieures aux limites demandées dans le cadre de la norme NF U 44-051 L'azote dans les composts de déchet vert se minéralise très peu la première année de l'apport et sera donc très peu disponible pour la plante. Ce type de compost a surtout pour objectif de permettre d'augmenter la matière organique du sol notamment la part de carbone et il peut contenir beaucoup de calcium. Il est préférable que le compost soit issu d'un processus de compostage de plus de 6 mois pour éviter la faim d'azote. 4. Le Bois Ramél Fragmenté (BRF) Le bois raméal fragmenté est réalisé à partir de branchages vivants de moins de 7 cm de diamètre. Le BRF est réparti sur 2 à 5 cm, il doit être incorporé sur les premiers centimètres de sol. Le BRF est très riche en carbone avec un C/N de 30 à 170. Il permet de faire travailler les champignons du sol et d'augmenter l'humus du sol. Il faut une forte humidité pour favoriser sa dégradation. La faim d'azote avec le BRF peut avoir lieu jusqu'à un an après son incorporation. V. b. Les engrais biologiques Les engrais biologiques sont d'origine organique ou minérale.

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1. les engrais d'origine organique Les engrais organiques • les plus riches en azote sont à base de lisier, fumier, guano, tourteaux végétaux. On trouve dans le commerce des engrais organiques à base de fumier de brebis auquel est incorporé de la laine, des rafles de raisins.;.. exemple : https://www.engrais-belot.fr/nos-produits-et-services •

les plus riches en phosphore sont surtout : la poudre d'os (riche aussi en calcium), la poudre d'arrête

•

en potasse c'est la vinasses de betteraves (riche aussi en calcium)

.Les vitesse de minéralisation des ces amendement sont variables : De la plus rapide minéralisation à la plus faible on peut citer 1. guano (1 mois) 2. farine de sang et de plume (minéralise de 80% en 2,5 mois) 3. farine de viande, poudre d'os 4. tourteau de ricin (60% en 3,5 mois) 5. corne en copeaux Le phosphore organique est libéré dans les mois qui suivent alors que la potasse de la vinasse est libérée très rapidement.

2. les engrais d'origine minérale Les engrais minéraux (issus souvent de carrière) utilisés pour augmenter la richesse du sol • en potasse sont le sulphate de potasse ou le patenkalli, il est très riche aussi en magnésium, •

en phosphore et calcium : craies phosphatées, scories de déphosphoration, phosphate naturel , phosphal (seulement en sol basique) ◦ ph basique : apport de phosphore organique = poudre d'os ◦ ph neutre : phospal (phosphore bicalcique) il contient de l'aluminium donc ne jamais incorporé dans sol acide ◦ ph acide : phosphates naturels : craie phosphatées = phosphore tricalciques

•

Le magnésium peut être apporté sous forme de dolomie ou calcaire magnésien sur sol acide et sous forme de sulfate de magnésium sur sol basique.

•

en calcium : craie, calcaire broyé, calcaires magnésiens, dolomie, marne, gypse...

.

7

Tiré de raissonner sa fertilisation en maraichage biologique (Sud et Bio, languedoc Rousillon) Type d'engrais nom

N (kg/T)

P (kg/T)

K (kg/T)

remarques

Engrais azoté

Farine de plume

12-14

0

0

Engrais qui minéralise le plus rapidement

Tourteaux de riccin

5,5

3

2

Végétal

Engrais phosphotés

Poudre d'os

0

18-30

0

Facilement assimilable par la plante

Engrais potassique

patenkali

0

0

28-30

Contient aussi de la magnésie

Vinasse de betteraves

0

0

23-43

Résidus de la fabrication de sucre

V.c. Synthèse Effets relatifs de différents apports de matières organiques sur la fertilité des sols (+, 0 et : impacts positifs, nuls ou négatifs par rapport à un témoin sans apport). Tiré de produire des légumes biologiques. ITAB actions

fumier

Compost de fumier

Composts de déchets verts

BRF

Engrais organiques

Engrais vert

augmentation de la teneur en carbone du sol

+

++

+++

++

-

0à+

augmentation de l'activité microbiologique

++

+(+) compost jeune plus efficace

+

+

+

+++

augmentation de l'activité macrobiologique (ver de terre)

++

+

+

++

0

+++

apport d'azote

++

+

0

-

+++

0 à +++

apport de phosphore ++

++

+

+

+++

0à+

apport de potassium +(+)

+

+

+

+ ou 0

0à+

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VI. Calcul de l'équilibre de la fertilisation des plantes La stratégie de fertilisation est basée sur le calcul de l'équilibre entre les besoins de la plantes et des apports afin d'atteindre le rendement escompté et d'éviter toutes pertes d'éléments minéraux dans l'environnement (fuite des nitrates). Les apports sont les résidus de cultures, les amendements, le reliquat d'azote (unité d'azote restant dans le sol après la culture précédente). Là aussi en maraîchage on réduit souvent ce calcul en mesurant le reliquat d'azote et en complétant avec les apports d'amendements.

VI. a. Les besoins spécifiques des légumes en éléments minéraux Ces besoins correspondent aux quantités d'éléments minéraux nécessaires à la croissance de la plante. Ils varient en fonction du rendement de légumes escompté. Les besoins sont présentés dans le tableau : rendementetbesoinenmineraux. Les valeurs sont exprimées en U/ha ce qui correspond à un besoin en kilos par ha de culture. Ces besoins sont très variables mais on note que le ratio N-P-K est souvent de 1-0,5-1,5 pour la majorité des légumes sauf par exemple les légumes racines qui nécessitent beaucoup de potasse.

VI.b. Calcul du reliquat d'azote avec le nitratest Le reliquat d'azote peut être calculé avec les bandelettes nitratest que l'on peut commander et qui doivent être conservées au frigo. Pour réaliser ce nitratest : Prélever 10 échantillons de terre sur votre planche sur 0 à 30 cm de profondeur, on peut s'aider d'une tarrière. On mélange les échantillons et on prélève une quantité de 100g (soit 100cm3) à laquelle on ajoute 100cm3 d'eau distillée. On mélange bien le tout et on laisse décanter. A ce moment là, on place sur le dessus du récipient un filtre à café. L'eau moins trouble va remonter dans le filtre. On trempe alors pendant 3 secondes une bandelette nitratest. On laisse sécher 1 minute On lit la valeur en comparant la couleur sur le tube de référence et sur la bandelette. La valeur lue est multipliée par 1,3 pour obtenir le nombre d'unité d'azote sous forme de nitrate/ha Si on lit 50 sur la couleur du tube on multiplie par 1,3 soit on a un reliquat de 65 Unité d'azote par ha, soit 65 kg d'azote/ha. 9

VI.c. Calcul de l'équilibre de la fertilisation Une tomate sous abri pour un rendement de 80T/ha a besoin de 240 U d'azote, 80 unité de Phosphore et 280 U de Potasse (se reporter au tableau rendementetbesoinenmineraux). On a un engrais Germiflor 6-7-10 il contient 6% de N (azote), 7% de P (Phosphore) et 10% de K (potasse) • cela veut dire qu'il y a 6 kilos d'azote pour 100 kilos d'engrais germiflor • cela veut dire qu'il y a 7 kilos de phosphore pour 100 kilos d'engrais germiflor • cela veut dire qu'il y a 10 kilos de potasse pour 100 kilos d'engrais germiflor Donc pour 1 ha de tomate il faut apporter 240 Unité d'azote (soit 240kg/ha) on va calculer la quantité de Germiflor que l'on doit apporter sur une planche de 50m² sachant que l'on a déjà mesurer un reliquat d'azote de 65 U d'azote. On a alors besoins d'apporter seulement 175 unité d'azote. Sachant que l'on 6kg d'azote dans 100kg d'engrais on applique la règle de trois : (175*100)/6= 2916 kilos ou 2,9T d'engrais pour 1ha (10 000m²) Pour 50m² on apportera 2916/10 000*50=14,58 kilos de germiflor soit moins d'un sac d'engrais de 25kg.

VII. Le Bilan humique Le bilan humique permet de calculer la quantité de compost ou fumier à apporter au sol pour conserver le stock d'humus nécessaire à la vie du sol. La transformation de l'humus en éléments minéraux assimilables par la plante s'appelle la minéralisation et est caractérisé par un coefficient de minéralisation appelé K2. K2 correspond au perte en humus par minéralisation des valeurs types sont proposées Type de sol

ph

Coefficient de minéralisation de l'humus K2

Sableux neutre

7,0

0,02

Sableux acide

5,0

0,01

Sableux calcaire

8,0

0,017

Limon moyen

7,5

0,016

Limon argileux

7,5

0,013

Limon calcaire

8,1

0,009

argile

7,5

0,01

Argilo calcaire

8,0

0,007

10

L'humus est créé par humification des matières organiques en humus on peut l'estimer par un coefficient K1. K1 ou gain en humus qui correspond à l'humification des matières organiques = quantité d'humus sur la quantité de matière séche amendement

Coefficient d'humification K1

Matière organique sèche en % (MS)

Fumier bien décomposé

0,5

20

Fumier moyennement décomposé

0,4

22

Fumier pailleux

0,25

25

Paille sèche

0,15

85

Lisier de bovins

0,2

7

On peut donc calculer le bilan humique qui consiste à estimer les pertes en humus et les quantités à ajouter par an ou tous les 4 ans pour refaire le stock d'humus. Ainsi, 1ha de terre correspond à 3000 tonnes de terre, calculée sur 30cm de profondeur Si on a un taux de 2% de matières organiques ou 20g/kg de terre (issu du résultat de l'analyse de sol) On a 3000*0,02=60 tonnes de matières organiques sur 1 ha de terre Le taux de minéralisation K2 d'un sol sableux calcaire est de 1,7% (perte d'humus) Ainsi 60 T d'humus*0,017 minéralise jusqu'à 1200kg d'humus soit 1,2 T / ha par an. Ainsi grâce à un apport de compost on doit remplacer 1200kg d'humus par an. Si on apporte un compost de fumier avec un coefficient de minéralisation K1=0,5 avec soit K1= quantité d'humus/quantité de matière sèche. On a donc 0,5=1200/x soit x= 1200/0,5=2400kg de MS nécessaire pour reconstituer suffisamment d'humus. Le fumier est composé à 20% de Matières Sèche. On a 20kg de matière sèche dans 100kg de fumier bien décompacté donc pour avoir 2400 kg de matières sèches On doit apporter : 2400/0,2=12000kg soit 12T de fumier par an sur 1ha pour renouveler les pertes d'humus.

VIII. Stratégie de fertilisation En terme de stratégie de fertilisation on doit : 11

1. Apporter suffisament d'amendements pour entretenir l'humus du sol et donc la fertilité biologique et physique, cela peut être un gros apport tous les 2 à 4 ans en fonction de vos rotations ◦ on préconise globalement 30 à 40T/ha/an de fumier frais ◦ 15 à 25T/ha/an de fumier composté ◦ 5 à 12t/ha/an de compost du commerce On fait souvent ces apports en tête de rotation. En effet les légumes sont classés dans le tableau besoinettoleranceenfumureorganique en terme de légumes gourmands, moyennement gourmands et peu gourmands. • Les plus gourmands (environ 200U) sont souvent placés au début de la rotation (tête de rotation) et sont ceux qui supportent des compost frais ou fumier frais • ensuite suivent des légumes moyennement gourmands (150 à 100U) auxquels on ajoutera des apports d'engrais organiques pour compléter les manques (principe de l'équilibre de la fertilisation), • les légumes les moins gourmands (70U à 30U) placés en fin de la rotation poussent souvent grâce aux reliquats d'azote laissés dans le sol (exemple pas d'apport avant une plantation de mâche) 2. en cas de carence, avérée par une analyse de sol, en éléments phosphore, potasse, magnésium... on ajoute les engrais nécessaires pour compenser ces carences 3. les engrais organiques sont apportés pour compléter les apports d'azote souvent au plus prêt de la plantation car les éléments sont disponibles plus rapidement 4. ajout d'engrais vert durant les périodes de minéralisation pour ne pas laisser des sols nus. L'engrais vert fermenticible booste l'activité biologique

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