La valorisation des fumiers agricoles représente un enjeu majeur pour une agriculture durable et respectueuse de l’environnement. Cette ressource précieuse, issue de l’élevage, offre une solution naturelle pour enrichir les sols et améliorer leur fertilité. En comprenant la composition et les techniques de gestion du fumier, les agriculteurs peuvent optimiser son utilisation et bénéficier pleinement de ses propriétés fertilisantes. Le fumier est bien plus qu’un simple déchet animal. Sa composition complexe en fait un véritable trésor pour les sols agricoles.
La complexité physico-chimique du fumier
L’application rationnelle et efficace du fumier nécessite une bonne connaissance de sa composition physico-chimique. Cette dernière est très variable et les facteurs qui l'affectent sont très nombreux. L'animal constitue la composante élémentaire dans le processus de production du fumier. Ses caractéristiques influencent de manière importante la valeur fertilisante du fumier qui varie suivant son espèce, sa race, son sexe, sa taille, et sa digestibilité.
L'état de l'animal, la nature de la litière, la ration alimentaire, la fertilisation pratiquée par l'agriculture, les soins apportés à sa conservation, son état de décomposition sont les principales causes de la variation de la composition des fumiers. Les nutriments des plantes existant dans le fumier proviennent entièrement des aliments consommés par les animaux. La proportion de ces nutriments varie avec l'animal, ils contiennent en moyenne 75% d'azote, 80% de P2O5, 85% de K2O et environ 40 à 50% de matière organique. La phase liquide représente 30 à 40%. Les polluants potentiels présents dans les déchets animaux résultent le plus souvent des additifs chimiques contenus dans plusieurs rations alimentaires.
La nature du fumier, liquide ou solide, joue un rôle important dans sa composition chimique. En effet, l'azote provenant du fumier liquide est largement disponible sous forme de N-NH+4 au moment de l'incorporation dans le sol. Le rapport entre le carbone et l'azote (C/N) est une composante importante dans la caractérisation des fumiers.
Dynamiques de production et gestion des effluents
Le lisier est un mélange de déjections d'animaux d'élevage et d'eau dans lequel domine l'élément liquide. Il peut aussi contenir des résidus de litière en faible quantité. Les fumiers et lisiers sont utilisés en agriculture, par épandage direct ou après compostage. La méthanisation est le processus naturel biologique par lequel la matière organique est dégradée en absence d'oxygène (anaérobie). Une partie de la matière organique est transformée en un produit humide, riche en matière organique, appelé digestat. Il est généralement déshydraté et mis en tunnels de maturation, pour achever la réaction anaérobie et commencer la phase de compostage. Le digestat devient alors sous-produit traité et stabilisé. Sa richesse en azote lui confère une valeur intéressante pour l'amendement.
Le compostage est une étape clé dans la valorisation du fumier. Ce processus biologique transforme la matière organique brute en un amendement stable et homogène, le compost. La méthode Indore, développée par Sir Albert Howard dans les années 1920, reste une référence en matière de compostage. Elle consiste à disposer le fumier en longs tas appelés andains, qui sont régulièrement retournés pour assurer une bonne aération. Le compostage thermophile accéléré vise à réduire le temps de maturation du fumier. Cette technique utilise des équipements spécialisés pour contrôler précisément la température, l’humidité et l’aération du compost.
Fabrication de compost, à l'échelle locale !
Le vermicompostage utilise des vers de terre, principalement l’espèce Eisenia fetida, pour décomposer le fumier. Cette méthode produit un compost d’excellente qualité, riche en enzymes et en hormones de croissance végétale.
Impact sur les propriétés du sol et réponse des cultures
L'apport du fumier tend à améliorer l'environnement biologique, chimique et les propriétés chimiques du sol. L'utilisation régulière de fumier a un impact profond et durable sur la qualité du sol. La matière organique apportée par le fumier agit comme un ciment naturel entre les particules du sol, favorisant la formation d’agrégats stables. Cette amélioration structurale augmente la porosité du sol, facilitant ainsi la circulation de l’air et de l’eau.
Du point de vue biologique, le fumier est un véritable catalyseur de la vie du sol. Il nourrit et stimule l’activité des micro-organismes bénéfiques, tels que les bactéries fixatrices d’azote et les champignons mycorhiziens. Des études ont montré que les sols régulièrement amendés avec du fumier présentent une biodiversité microbienne jusqu’à 30% supérieure à celle des sols traités uniquement avec des engrais chimiques.
L'intensité de la réponse des cultures varie principalement avec la nature, la source, et la qualité du fumier appliquée et le type du sol. Une étude menée sur l'effet de différents types de fumier (volaille, ovin et bovin) sur la production du maïs et la disponibilité des différents formes d'azote, a aboutit au fait que la production avec le fumier de volaille est supérieure à celle obtenue avec le fumier bovin et en dernier lieu avec le fumier ovin.
La substitution des engrais minéraux : enjeux économiques et environnementaux
La substitution des engrais minéraux par le fumier est très utile, afin de réduire les dépenses de l'exploitation agricoles. La substitution des engrais azotés par le fumier est liée aux prix des engrais azotés qui sont élevés et à la disponibilité des fumiers en quantités importantes. La substitution peut induire une conservation d'énergie du fait que la production et la distribution des engrais azotés nécessitent environ 18000 Kcal/Kg, avec une conservation des pertes en azote qui représentent 25 à 75 % de l'azote des engrais minéraux azotés. Économiquement, la substitution limite les dépenses liées à l'énergie, au transport et au stockage des engrais azotés. En plus, elle a des bonnes conséquences sur l'aspect environnemental lié à la pollution des eaux souterraines par les nitrates.
Cette substitution présente aussi des contraintes. En effet, la majorité des pertes se concentre entre le temps d'excrétion et l'incorporation du fumier dans le sol. L'épandage du fumier ou du compost qui en est issu doit être réalisé de manière raisonnée pour maximiser ses bénéfices agronomiques tout en minimisant les risques environnementaux. Avant tout épandage, il est crucial de connaître la composition exacte du fumier en éléments nutritifs majeurs (N, P, K). Une analyse en laboratoire permet d’obtenir ces données précises.
Limites de disponibilité et durabilité du système
Il n'y a pas assez de fumier. Pas assez pour fournir des éléments fertilisants à nos cultures, pas assez pour maintenir nos sols. C’est la limitation de base sur la quantité d'amendements organiques disponibles. Le fumier est l'engrais organique/naturel le plus important en termes de quantité, et nous n'en avons pas assez. L'apport de fumier ou d'autres amendements organiques dans l'agriculture est un jeu à somme nulle, le gain d'un champ est la perte d'un autre champ.
Même dans le meilleur des cas où un champ produit une culture fourragère et que le fumier produit par le bétail mangeant cette plante fourragère est restitué à ce champ, il n'y a pas assez de fumier pour fournir les éléments fertilisants pour une autre culture fourragère, ni pour maintenir le taux de matière organique du sol dans la plupart des sols. Cependant, le fumier combiné à des engrais de synthèse peut fournir suffisamment d'éléments fertilisants, et le fumier combiné à d'autres pratiques peut maintenir les taux de matière organique du sol.
Services écosystémiques et rôle de la biodiversité
La notion de service écosystémique émerge dans les années 90, avec pour objectif de replacer les enjeux de conservation au cœur des intérêts humains. Dans sa version actuelle, le concept de service écosystémique est défini comme « les avantages que les humains tirent des écosystèmes et qui contribuent à rendre la vie humaine à la fois possible et digne d’être vécue ».
Les humains obtiennent de nombreux services des écosystèmes, services qui reposent sur le fonctionnement écologique des écosystèmes et l’état de la biodiversité. Rarement assurés par une seule espèce, les services écosystémiques reposent sur la diversité du vivant. De très nombreux travaux ont en effet montré que la biodiversité, à quelque niveau que ce soit (génétique, taxonomique ou fonctionnelle) est souvent nécessaire à l’efficacité et la stabilité du fonctionnement des écosystèmes. Ces travaux concernent une large gamme de groupes et de fonctions écologiques à l’origine de services, tels que le recyclage de matière organique et la bioturbation.
L'utilisation du fumier s'inscrit dans cette logique de gestion des écosystèmes. En nourrissant le sol, on stimule l'ensemble du réseau trophique souterrain, transformant une fonction écologique (la décomposition) en un service écosystémique de support à la production agricole. Toutefois, il convient de ne pas confondre les pratiques avec les systèmes agricoles. Les sols seront améliorés par l’apport de fumier, peu importe le système agricole utilisé. L’ingénierie écologique et les solutions fondées sur la nature permettent de mobiliser ces processus naturels dans une démarche de gestion durable.
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