La maîtrise de la fertilisation est un exercice d'équilibre délicat qui conditionne à la fois le rendement, la santé des plantes et la préservation de l'environnement. Pour une croissance optimale, les plantes ont besoin de certains macro-éléments clés et d’une série d’autres nutriments. Les cultures ont des besoins différents à chaque stade de leur croissance, en fonction de nombreux facteurs tels que le climat, le sol, la variété ou le stress.
Les principes fondamentaux de la nutrition végétale
L’azote (N), le phosphore (P) et le potassium (K) sont trois macronutriments de base, acteurs clés des cycles végétaux qui assurent le fonctionnement optimal de différents processus. Ils sont également disponibles sur le marché sous forme de formules combinées, les engrais dits NPK.
Le raisonnement agronomique repose sur deux lois majeures :
- La loi de restitution : Elle est basée sur l’équilibre des éléments disponibles dans le sol et consommés par les cultures. Afin d’éviter l’appauvrissement du sol, il est nécessaire de connaître en amont sa composition et les besoins de la culture implantée.
- La loi du minimum : Elle repose sur un principe aussi simple que souvent sous-estimé : l’insuffisance d’un élément nutritif réduit l’efficacité de tous les autres éléments et donc le rendement. Si ma culture présente une carence en phosphore (P), l’utilisation d’un engrais azoté (N) ne compensera pas la carence de l’élément qui est présent en plus petite quantité et qui limite le rendement potentiel.
Il est crucial de comprendre que chaque culture possède une fertilité physique de base, qui peut être augmentée par l’apport supplémentaire de nutriments à des doses optimales. Toutefois, le principe est simple : si je double la quantité d’engrais, je ne doublerai pas le rendement. Chaque variété possède un potentiel génétique maximal qui ne peut être dépassé malgré l’apport d’engrais.
La gestion des interactions et les risques de surfertilisation
L’apport d’éléments nutritifs au sol et disponibles pour les plantes est un exercice d’équilibre délicat. C’est le cas de l’antagonisme et de la compétition : la présence excessive d’un élément peut nuire à la bonne absorption des autres. Les effets chimiques et physiologiques d’un élément donné peuvent entraver l’absorption d’un autre ou entrer en compétition avec ce dernier. À l’inverse, l’effet de synergie peut être exploité : certains éléments peuvent stimuler l’absorption d’autres nutriments, ce qui est bénéfique pour la plante.
Mais il faut aussi savoir s’arrêter ! La surfertilisation est à son tour risquée pour les cultures : une concentration excessive de certains éléments entraîne des effets adverses sur le rendement en raison du développement d’une toxicité. Elle peut entraîner des difficultés d’absorption de l’eau par la plante, ou des modifications du pH du sol, qui peuvent avoir des effets néfastes sur la santé des plantes.
La méthode COMIFER pour une fertilisation raisonnée
Le Comité français d'études et de développement de la Fertilisation raisonnée (COMIFER) propose des méthodes de référence. L'analyse de terre est l'outil commun, indispensable pour raisonner les apports de ces trois éléments. Elle évalue les teneurs assimilables pour le phosphore (P) ou échangeables pour le potassium (K) et le magnésium (Mg) sur une profondeur généralement de 0-25 cm.
L'interprétation de la teneur nécessite un référentiel agronomique établissant expérimentalement des seuils pour un type de sol dans une région donnée. Deux seuils principaux sont utilisés :
- Le seuil d'impasse (Timp) : En dessous de cette valeur, l'absence de fertilisation entraîne une chute de rendement.
- Le seuil de renforcement (Trenf) : Il définit les classes de stratégie d'apport.
Le passé récent de fertilisation complète le diagnostic sur la biodisponibilité. La récolte des pailles et plus généralement des résidus du précédent diminue la biodisponibilité. La récolte de 4 tonnes de paille de blé exporte 7 kg de P2O5 et 60 kg de K2O/ha. C'est pourquoi le COMIFER recommande d'augmenter la quantité de fertilisant apportée à la culture suivante lorsque la teneur du sol est inférieure au seuil Timp.
Calcul des bilans et emploi des produits organiques
Le bilan Entrées-Sorties peut être calculé a posteriori sur une succession de cultures par élément (P2O5, K2O et MgO). On le définit aussi par le terme de « bilans culturaux F-E » où F représente le total des apports d'un élément par les fertilisants minéraux et organiques et E représente le total des exportations des cultures successives y compris de leurs résidus quand ils sont récoltés. Un solde négatif (< -5kg/ha/an) traduit une diminution probable des réserves et de la biodisponibilité du fertilisant dans le sol.
La fertilisation combine les apports d'un large nombre de produits d'origines organique et minérale (PRO). Il est indispensable de connaître leurs valeurs fertilisantes. Pour chaque élément, le coefficient d'équivalence (Keq) exprime l’efficacité de l’engrais organique par rapport à un engrais minéral de référence.
Méthode12 - Recherche d'un équivalent
- Phosphore : Le coefficient d'équivalence engrais du phosphore mesuré dans des essais est de 0,70 pour les fumiers de bovin, de 0,85 pour les fientes et fumiers de volaille et de 0,95 pour les lisiers de porc. Il a tendance à diminuer suite au compostage. Après un an de présence dans le sol, le phosphore des matières organiques a le même effet sur l'enrichissement du sol que les engrais phosphatés solubles dans l'eau.
- Azote : La mise à disposition de l’azote des PRO est très variable selon la part d’azote minéral et les formes d'azote organique qu’ils contiennent. Pour les PRO type fientes ou fumiers de volailles ou vinasses, l'azote organique se minéralise rapidement : 30 à 80 % de l’azote organique apporté est minéralisé au cours des premiers mois. Les PRO type composts de déchets verts ou de fumiers de bovins qui ont subi une phase de maturation longue (> 12 mois) se minéralisent très lentement : seul 5 à 10 % de leur azote organique est libéré au cours de la première année.
Approches pratiques pour le jardinage à petite échelle
Pour le jardinier, les calculs complexes en kilos par hectare ne sont pas toujours adaptés. Une approche simplifiée, basée sur la poignée au mètre carré, est souvent suffisante. Par exemple, pour l’azote, il suffit de connaître les besoins de la culture et le pourcentage d'azote contenu dans l'engrais. Si une tomate demande 20 grammes d'azote par mètre carré et que vous utilisez du sang séché à 14%, un calcul simple permet d'ajuster l'apport.
Retenez que les légumes racines apprécieront des apports riches en potasse comme la cendre, et les légumes feuilles apprécieront des apports azotés comme l’urine ou le sang. Les engrais organiques ont l’avantage de libérer les minéraux très lentement dans le sol, contrairement aux engrais de synthèse, ce qui rend le risque d’excès vraiment faible.
Spécificités de l'agriculture biologique
Le raisonnement de la fertilisation n'est pas différent en agriculture biologique, mais le choix des fertilisants est encadré par le règlement européen (CE) n° 834/2007. L'agriculture biologique utilise de façon privilégiée des composts, fumiers et amendements organiques. Sont autorisés certains engrais organiques (fientes déshydratées, vinasse, farines de plume…) ainsi que des engrais minéraux spécifiques (phosphate naturel, sel brut de potasse, oligo-éléments).
Il est important de noter que la seule mention autorisée sur les fertilisants est celle d'un engrais ou d'un amendement « utilisable en agriculture biologique conformément au règlement (CE) n°834/2007 ». Le fournisseur doit prouver que la composition du produit est conforme aux exigences réglementaires.
Optimisation de l'application des fertilisants
La date d'apport en végétation dépend de l'élément apporté et de l'objectif retenu. Le phosphore surtout, mais aussi le potassium et le magnésium, sont des éléments peu mobiles dans le sol. L'incorporation de l'engrais dans ou à proximité de la ligne de semis de la culture améliore l'efficience de la fertilisation, particulièrement pour les éléments les moins mobiles.
D'autres modalités d'apport permettent de fractionner les apports et de les rapprocher des périodes de besoins des plantes :
- Ferti-irrigation : Apport des engrais dans l'eau d'irrigation, généralement via une pompe doseuse.
- Nutrition foliaire : Les engrais entièrement solubles sont utilisables, mais cette voie ne peut avoir qu'un rôle secondaire car le feuillage a une capacité d'absorption faible d'éléments minéraux solubles et ne peut en aucun cas remplacer les racines pour des éléments comme le phosphore, le potassium et le magnésium.
En résumé, qu'il s'agisse de grandes cultures ou d'un potager familial, la réussite de la fertilisation passe par une analyse précise des besoins de la plante et des ressources du sol, couplée à une utilisation raisonnée des produits organiques et minéraux, tout en respectant les dynamiques biologiques du sol.