L'azote est un élément nutritif fondamental, vital pour la croissance des plantes et, par extension, pour la survie de la vie sur Terre. Son rôle est multiple : il est un constituant essentiel de la chlorophylle, indispensable à la photosynthèse, et participe activement à la fabrication des protéines végétales. Sans un apport suffisant en azote, des légumes feuilles comme les salades, épinards et choux ne pourraient pas développer un feuillage abondant, tendre et savoureux. Cet élément, omniprésent et invisible, est aussi indispensable à la vie que l'oxygène. Cependant, l'utilisation massive d'engrais azotés, bien qu'ayant entraîné des transformations gigantesques dans l'agriculture depuis un siècle, soulève des préoccupations majeures quant à leur impact environnemental et sanitaire.
Les Engrais Azotés : De la Synthèse Chimique aux Alternatives Naturelles
L'histoire de l'azote en agriculture est intimement liée à la quête de l'humanité pour augmenter les rendements des cultures. Jusqu'au XIXe siècle, l'azote réactif, c'est-à-dire utilisable par les plantes, était disponible en quantités limitées. Face aux besoins croissants, les agronomes et les chimistes se sont attelés à trouver de nouvelles sources de cet élément et à rendre l'azote de l'air utilisable par les plantes, en le combinant avec de l'oxygène ou de l'hydrogène.
La Révolution Haber-Bosch et les Engrais Chimiques
C'est en 1909 que le chimiste Fritz Haber, en collaboration avec l'industriel Carl Bosch, réussit à produire la première tonne d'ammoniac de synthèse en alliant l'azote de l'air avec de l'hydrogène. Ce procédé, connu sous le nom de Haber-Bosch, est à l'origine de tous les engrais azotés chimiques. Il a marqué une révolution agricole, permettant d'augmenter considérablement la production alimentaire mondiale. L'ammoniac est la matière première de tous les engrais azotés chimiques : ammonitrates, urée, solution azotée, sulfate d'ammoniac et engrais composés renfermant de l'azote. Chaque année, l'équivalent de 130 millions de tonnes d'azote sous forme d'engrais est produit dans le monde.
Les engrais azotés chimiques offrent un accès immédiat à l'azote sous forme d'ammonium (NH4) et de nitrates (NO3), les deux formes directement assimilables par les plantes. Dans les sols arables, même lors de basses températures et de faibles taux de minéralisation, l'ammonium est transformé en nitrate. Cette souplesse des nitrates permet aux agriculteurs d'optimiser les cadences et les quantités apportées afin d'accroître l'efficacité de l'azote sur toutes les cultures.
Carl Bosch : la chimie de la guerre
Les Engrais Azotés Naturels et Leur Diffusion Progressive
Contrairement aux engrais chimiques qui libèrent l'azote brutalement, les engrais azotés naturels diffusent progressivement leurs éléments nutritifs. Cette libération contrôlée nourrit durablement les plantes, limite les pertes par lessivage et préserve l'équilibre biologique du sol. Les engrais azotés d'origine naturelle constituent la solution idéale pour accompagner les cultures gourmandes et soutenir les plantes en période de croissance active. Ils sont particulièrement adaptés pour les besoins en azote marqués au printemps et en début d'été, lorsque les plantes développent leur appareil végétatif. Les légumes feuilles, le gazon et les plantes ornementales à feuillage décoratif sont parmi les cultures les plus gourmandes.
Il est important de noter que si l'azote stimule la croissance du feuillage, un excès peut retarder la floraison et la fructification. Pour les plantes qui nécessitent une nutrition complète tout au long de leur cycle, il est préférable de privilégier les engrais complets qui associent azote, phosphore et potassium dans des proportions équilibrées.
Optimisation de l'Apport Azoté : Inhibiteurs, Solutions Foliaires et Biostimulants
L'efficacité des engrais azotés est un enjeu majeur, tant économique qu'environnemental. Diverses stratégies et produits sont développés pour améliorer l'assimilation de l'azote par les plantes et minimiser les pertes.
Engrais avec Inhibiteurs de Nitrification et d'Uréase
Les recherches ont porté sur l'évaluation des engrais avec inhibiteurs de la nitrification, tels que le DMPP, le DCD ou la nitrapyrine. Cependant, les premières séries de résultats n'ont pas permis de mettre en évidence de différence significative avec ces produits additivés.
En revanche, l'intérêt des engrais solides avec inhibiteurs de l'uréase (NBPT/NPPT) et des additifs de solutions azotées est net et significatif sur le rendement et la protéine par rapport à l'urée, que ce soit en sol calcaire ou non. La comparaison avec l'ammonitrate est moins tranchée et nécessite de bien distinguer les sols calcaires ou non calcaires et le critère que l'on souhaite améliorer. Ces inhibiteurs visent à ralentir la transformation de l'azote sous des formes plus sujettes au lessivage ou à la volatilisation, permettant ainsi une meilleure synchronisation entre l'apport d'azote et les besoins de la plante.
Engrais Foliaires et Biostimulants : Des Approches Complémentaires
Le webinaire ARVALIS a passé en revue les nombreuses évaluations techniques menées sur les engrais foliaires. Ces derniers permettent des apports de nutriments sur céréales à paille, complétant l'apport racinaire et offrant une solution rapide pour corriger des carences spécifiques ou soutenir la plante à des stades critiques de son développement.
Le webinaire a également examiné les différents biostimulants évalués dans un réseau conduit par ARVALIS et de nombreux partenaires dans toute la France. Un biostimulant, bien que rattaché à la réglementation propre aux « matières fertilisantes et supports de cultures », n'est pas un engrais au sens strict. Il est censé améliorer la croissance des plantes sans pour autant fournir d'apport direct d'éléments nutritifs à la culture. Néanmoins, certaines matières fertilisantes peuvent associer un engrais et un additif biostimulant.
L'offre actuelle en biostimulants est large, incluant des produits de types divers (micro-organismes, silice, extraits d'algue ou de plante, acides aminés, etc.). Leurs allégations tournent autour de l'amélioration de l'efficacité de l'absorption des nutriments et/ou de la résistance à divers stress. Les résultats obtenus avec les biostimulants sont à regarder produit par produit, sans que certains ne se détachent systématiquement du lot.
L'Azote dans le Sol et Son Cycle Naturel
Dans le sol, l'azote est présent sous diverses formes. Une partie est contenue dans la matière organique stable, l'humus. Une autre fraction est apportée par les parties des plantes non récoltées et par les fertilisants organiques tels que le fumier, le lisier et les engrais verts. Depuis le XXe siècle, s'y ajoute l'azote contenu dans les engrais azotés chimiques. C'est dans le sol que les plantes vont chercher l'azote par leurs racines, conjointement aux autres éléments nécessaires à leur développement (phosphore, potassium, calcium et autres).
L'azote est le principal constituant des protéines. Les composés azotés, nitrates et ammonium, que les plantes absorbent ne sont en effet que des formes transitoires. Ils servent de matière première à la synthèse des protéines, que seules les plantes sont capables de réaliser. Toutes les plantes contiennent des protéines, bien qu'en quantités très variables selon les espèces et la partie de la plante considérée. Les graines en renferment le plus, du riz (7,5 %) au soja ou au lupin (plus de 35 %). Ces protéines sont indispensables au métabolisme des plantes. Les espèces animales, et l'espèce humaine en tant qu'omnivore, dépendent également de ces protéines pour leur survie, les trouvant dans les plantes et les animaux dont elles se nourrissent.
Les Enjeux Environnementaux et Sanitaires des Engrais Azotés
Les effets spectaculaires des engrais azotés sur les rendements les ont rendus incontournables dans le monde agricole. Cependant, cet élément vital, l'azote, est devenu un polluant redoutable pour l'environnement et pour l'humain. L'usage de cet engrais entraîne et crée un danger environnemental et sanitaire, nuisant à la santé humaine, aux écosystèmes naturels et à la biodiversité. L'agriculture française utilise 3,7 millions de tonnes de cet engrais chaque année.
L'augmentation de la population mondiale et de la consommation de viande devrait maintenir la production d'ammoniac pour la fabrication d'engrais azotés à des niveaux élevés dans les prochaines décennies. Il est crucial de trouver des solutions pour atténuer l'impact environnemental de cette production et de son utilisation.
Vers une Agriculture sans Engrais Azotés de Synthèse : Les Cultures Associées
Une agriculture sans engrais azoté de synthèse est-elle envisageable ? Des alternatives existent, notamment les cultures associées. Certaines associations d'espèces différentes, par exemple céréales et légumineuses, ou de variétés différentes d'une même espèce, permettent fréquemment de réduire les dégâts causés par les maladies et les ravageurs.
Un exemple édifiant est fourni par une étude qui a comparé la culture d'une seule variété de riz sur une parcelle avec le mélange de plusieurs variétés, certaines sensibles, d'autres résistantes à la pyriculariose, l'une des principales maladies du riz. La culture en lignes alternées de ces deux types de variétés a permis, grâce à une diminution drastique des dégâts provoqués par cette maladie, d'augmenter le rendement de 89 % (Zhu, 2000).
L'agriculture biologique est la seule qui exclut totalement les engrais azotés de synthèse, lesquels restent la principale source d'azote dans toutes les autres alternatives. En agriculture biologique, d'autres sources d'azote sont disponibles : l'azote contenu dans toutes les matières organiques (résidus de récolte, déjections animales telles que le fumier, le purin, le lisier, voire humaines, les aliments jetés, les résidus de l'industrie agroalimentaire, etc.), et l'azote fixé par les légumineuses. Pour approfondir ce sujet, il est recommandé de lire « Les apprentis sorciers de l’azote. La face cachée des engrais chimiques » de Claude Aubert, préfacé par Hervé Kempf, aux Éditions Terre Vivante. Marc Dufumier, ingénieur agronome et professeur honoraire à AgroParisTech, auteur de « L’agroécologie peut nous sauver » (Actes Sud) et « De la terre à l’assiette » (Allary Éditions), explore également ces thématiques.
Carl Bosch : la chimie de la guerre
Pour obtenir de plus amples renseignements sur les solutions d'engrais azotés, il est possible d'utiliser des outils de recherche de produits et des applications comme NutriGuide® app qui peuvent aider à choisir les produits adaptés aux cultures et répondre aux questions techniques.