La gestion de la fertilité des sols repose sur une compréhension fine des interactions biologiques entre le carbone et l'azote. Le terme de produits résiduaires organiques (PRO) recouvre un ensemble considérable de produits organiques utilisés pour leurs propriétés fertilisantes (azote, phosphore, potasse…) et/ou amendantes (organiques et basiques). Ces éléments fertilisants se présentent à la fois sous forme organique et minérale dans des proportions très variables selon le produit. La maîtrise de ces apports est cruciale, car les formes organiques ne deviennent disponibles qu’après minéralisation, un processus biologique complexe régi par les micro-organismes du sol.
Le rapport C/N : Pilier de la biologie du sol
Le rapport carbone/azote, ou rapport C/N, est une notion essentielle pour bien comprendre les mécanismes de fertilité d’un potager biologique. Le C/N correspond à la quantité d’azote et de carbone dans une matière organique. Si une matière a un rapport carbone/azote de 25/1, cela signifie qu’elle contient 25 fois plus de carbone que d’azote. Retenez qu’en dessous de 25, la matière est considérée comme riche en azote.
Plus une matière organique est complexe, dure, sèche, ligneuse, brune, plus elle contient une forte proportion de carbone. Au contraire, plus une matière est humide, verte, souple, sans trop de consistance, voire même liquide, et plus elle contient une forte proportion d’azote. En général, un sol de bonne qualité présente un rapport C/N entre 9 et 11. Cela signifie qu’il est composé de 9 à 11 atomes de carbone pour 1 atome d’azote. Cette double mesure permet de nous indiquer si l’activité biologique du sol fonctionne correctement.
La minéralisation : Moteur de la transformation
La caractérisation de la matière organique passe par sa minéralisation potentielle. On détermine ainsi un coefficient de minéralisation (destruction du carbone) de la matière organique du produit sur 91 jours, à 28°C et humidité optimale, correspondant à 15 à 18 mois en conditions de plein champ. De même, le suivi de la minéralisation de l’azote permet d’apprécier le comportement de l’azote organique.
Cet azote inorganique est produit par les microorganismes du sol (bactéries et champignons) à partir de l’azote organique contenu dans les résidus de culture et les déjections animales. Cependant, pour croître, se multiplier et produire les enzymes nécessaires à la décomposition des molécules carbonées, les microorganismes du sol consomment aussi l’azote inorganique. Dans le cas d'une culture de céréales à paille, ils utilisent en moyenne 4g d’azote pour 100g de carbone.
Le phénomène de « faim d’azote »
Le phénomène de « faim d’azote » se manifeste par un affaiblissement des plantes, un retard de croissance et/ou une décoloration des feuilles. Il y a alors concurrence entre les microorganismes et les plantes pour l’azote inorganique, voire pénurie d’azote dans le sol, ce qui cause l’arrêt de la croissance des plantes et leur jaunissement. Cet appauvrissement du sol est temporaire car il ne s’agit que d’une immobilisation de l’azote dans les microorganismes.
Tout comprendre sur le rapport Carbone/Azote... et sur la FAIM d'Azote ! Compost #3
La durée de l’indisponibilité de l’azote dépend des matériaux apportés, de leur profondeur d'enfouissement, du type de sol, de sa structure et du climat. Même si elle peut être de quelques jours à plusieurs années, beaucoup parlent d’une durée moyenne de 6 mois, ce qui pourrait s'expliquer par la demi-vie de la plupart des substances bactériennes. Le facteur principal de la vitesse de minéralisation de l'azote est cependant l'albédo du sol qui détermine sa température.
Stratégies d'amendement et gestion de la diversité
Pour enrichir le sol tout en évitant la faim d’azote, la nature adore la diversité. Amenez une épaisseur de foin et complétez-là avec un peu de tontes, de compost ou encore un petit arrosage à l’urine. Raisonnez par un équilibre qu’il vous faudra tendre autour d’un rapport carbone/azote idéal de 25 à 30.
Déposer les résidus végétaux sur le sol sans les enfouir permet une assimilation plus lente et plus étalée du carbone, et réduit le risque de faim d’azote, même avec du BRF ou de la paille fraîche. Favoriser la vie du sol dans l'ensemble, et notamment les champignons, est une stratégie gagnante. Ceux-ci digèrent la matière organique grossière et abaissent son rapport C/N au passage, la rendant disponible pour les vers de terre et le reste de la macrofaune.
Le compostage : Une transformation contrôlée
Le compostage est un processus biologique appelé fermentation. Il permet de transformer des déchets verts ou animaux en un amendement stabilisé. Le processus passe par plusieurs phases :
- Phase mésophile : montée en température sous l'action des micro-organismes.
- Phase thermophile : les organismes thermophiles montent la température jusqu'à 70°C, permettant de détruire la majorité des germes pathogènes et les graines d’adventices.
- Phase de maturation : baisse progressive de la température et stabilisation des composés humiques.
Une humidité comprise entre 50 et 60 % est optimale pour le bon fonctionnement du tas. Le compost, en plus d'apporter des éléments fertilisants (potasse, phosphore, azote), améliore la structure physique du sol, augmente sa porosité et favorise la rétention en eau. Un compost bien mûr présente un rapport C/N proche de 15, signe d'une matière organique stabilisée prête à être intégrée au cycle du sol sans risque de blocage azoté pour les cultures.
En agronomie, le choix des apports doit toujours être dicté par les besoins de la culture suivante et l'état initial du sol. L'utilisation raisonnée des PRO, qu'il s'agisse de fumiers, de paillages ou de composts, permet de transformer le sol en un réservoir de fertilité durable, où le carbone nourrit la vie et l'azote devient, au fil de la minéralisation, le carburant de la croissance végétale.