Valeur fertilisante des engrais verts et des produits résiduaires organiques

La gestion agronomique moderne repose sur une compréhension fine des apports nutritifs. Pour réaliser un plan de fumure en tenant compte de l’épandage des produits organiques, il faut connaître leurs valeurs fertilisantes. Les produits résiduaires organiques (PRO) contiennent des quantités importantes d’azote, phosphore, et potassium. Les engrais verts, quant à eux, sont des cultures intermédiaires à vocation non productive semées sur une parcelle agricole dans le but de fertiliser la culture de vente suivante, principalement via l’apport d’azote.

Dynamique du potassium et du phosphore dans les produits organiques

Le potassium (K) des PRO se trouve dans les urines et les litières. Sa solubilité est analogue à celle des engrais potassiques. Il est donc rapidement et en totalité disponible pour les cultures. Le coefficient d’équivalence pour le potassium est égal à 1 quel que soit le type de produit. Le potassium des PRO se trouve dans les urines et les litières.

Le phosphore (P) se trouve en majorité sous des formes minérales plus ou moins solubles, mais aussi sous des formes organiques très diverses, comme par exemple les phospholipides et les phytates. Elles doivent être minéralisées pour que le phosphore puisse être utilisé par les plantes. Les expérimentations menées par l’Inra de Bordeaux de 1998 à 2000 sur plus de 70 produits organiques montrent que la disponibilité à court terme du phosphore des PRO est au moins égale à 50 % de celle du superphosphate. A long terme, la disponibilité du phosphore des PRO serait identique ou supérieure à celle des minéraux solubles.

Pour le calcul de la fertilisation phosphatée de la culture réceptrice, le Keq n’est à prendre en compte que dans le cas où l’apport de phosphore est nécessaire, c'est-à-dire lorsque la teneur en P2O5 de l’analyse de terre la plus récente de la parcelle est inférieure au seuil Timpasse. Cette teneur est définie dans la méthode COMIFER. Au-dessus de cette valeur, pour laquelle l'absence de fumure sur la culture en place n’entraîne pas de chute de rendement économiquement significative, la prise en compte des Keq pour le phosphore est inutile. 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.

La complexité de la minéralisation de l’azote

La mise à disposition de l’azote des PRO, quant à elle, est très variable selon la part d’azote minéral qu’ils contiennent et les formes d’azote organique présentes. La part d’azote minéral se présente essentiellement sous forme ammoniacale et est immédiatement disponible pour les plantes. L’azote organique doit être au préalable minéralisé. Pour tous les PRO, on distingue une phase de minéralisation plus rapide de l’azote organique au cours de 12 mois suivant l’apport, en lien avec une fraction organique plus facilement dégradable par l’activité biologique du sol, et une phase de minéralisation plus lente, à une vitesse du même ordre de grandeur que celle de la matière organique du sol.

Plusieurs comportements sont distingués quant à la phase de minéralisation plus rapide de l’azote organique :

• Produits à minéralisation rapide : L’azote organique des PRO type fientes ou fumiers de volailles ou vinasses se minéralise rapidement. 30 à 80 % de l’azote organique apporté est minéralisé au cours des premiers mois voire des premières semaines. Ces produits doivent donc être apportés peu de temps avant les périodes d’absorption des cultures.
• Produits à minéralisation intermédiaire : Les PRO type fumiers de bovins ont un rythme de minéralisation intermédiaire. Entre 20 et 40 % de l’azote organique apporté se minéralise progressivement au cours de la campagne suivant l’apport.
• Produits à minéralisation lente : Enfin, 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. Seuls 10 à 15 % de leur azote organique est libéré au cours de la première année. Ces produits sont principalement utilisés pour entretenir le stock de carbone organique du sol et non comme fertilisants azotés.

Méthodologie de calcul des valeurs fertilisantes

Pour établir un plan de fumure intégrant l’épandage des PRO, il est indispensable de connaître leurs valeurs fertilisantes. Celles-ci reposent sur leur composition (teneurs en azote, en phosphore, en potassium) et des coefficients d’équivalence engrais minéral. Pour chaque élément fertilisant, le coefficient d’équivalence engrais minéral (Keq) exprime l’efficacité de l’engrais organique par rapport à un engrais minéral de référence tel que l’ammonitrate ou le superphosphate.

Le Keq est d’autant plus élevé que le PRO contient de l’azote minéral et de l’azote organique rapidement minéralisable. Il dépend aussi de la culture réceptrice, de la période d’apport, et s’il est enfoui ou non. En pratique, il faut multiplier la dose totale d’élément fertilisant apportée par le coefficient d’équivalence engrais minéral pour obtenir la fourniture réelle en éléments fertilisants à la culture. Les références proposées sont des moyennes nationales basées parfois sur un nombre assez limité d’échantillon pour des produits dont la composition est souvent très variable. Pour être plus précis dans sa fertilisation, il est conseillé de réaliser des analyses de ses effluents.

Le rôle spécifique des engrais verts

Les fabacées (ou légumineuses) sont connues pour être fixatrices d'azote. En effet, elles sont généralement en symbiose avec des bactéries du genre Rhizobium, qui elles sont capables de fixer l'azote atmosphérique. Le C/N du couvert détermine la dynamique de restitution des éléments. En règle générale, plus le couvert est développé, plus le C/N est élevé et plus la libération d’éléments est lente. Il existe une plus grande disponibilité de certains éléments du sol avec l'implantation de certains couverts.

La destruction des engrais verts s'opère selon plusieurs techniques :

• Destruction en fin de floraison par broyage, labour ou roulage.
• Destruction juste avant la floraison par broyage ou labour.
• L’enfouissement : superficiel avec un outil à disque ou une rotobêche (quelques cm), puis irriguer si sol sec pour favoriser la décomposition.

Classification des matières organiques et amendements

Au-delà de leur action physique ou « organo-biologique » sur le sol, les produits organiques amènent des éléments fertilisants, parfois en quantité significative. Les amendements organiques (normes 44 051) sont des « améliorateurs » de la qualité des sols. L’apport de ce type de produit dans le sol va agir sur les propriétés physiques, chimiques et biologiques et ainsi apporter une assurance aux productions végétales. Ils agissent sur le cycle du carbone (stockage du carbone dans les sols) et sur l’activation biologique (biodiversité fonctionnelle).

Les engrais organiques ou organo-minéraux (normes 42 001-2 ou 42 001-3) ont une action ciblée sur la nutrition des plantes, notion d’« engraissage ». La spécificité des formulations est d’allier à la fois une action sur le sol (base organique compostée) et une action sur la nutrition de la plante.

Il est important de noter les distinctions suivantes dans la nature des matières :

• Matières animales : Ce sont des résidus non métabolisés par l’animal. Elles sont rapidement dégradées et minéralisées par les micro-organismes dans le sol. Ainsi, elles participent plus à un rôle nutritionnel pour la plante et n’apporteront pas de source d’ « humus ».
• Matières annuelles (fruits, pailles, herbe) : Riches en cellulose et lignine, ce sont des sources dynamiques de carbone dans les sols. Elles ont un pouvoir de digestibilité qui leur permet de s’intégrer rapidement aux cycles de matières organiques.
• Matières ligneuses : Riches en tanins, elles contiennent des éléments de blocage pour la vie du sol. Elles ont donc une digestibilité plus faible.

Le rapport carbone sur azote est un indicateur qui permet de juger le degré d’évolution de la matière organique avec son aptitude à se décomposer plus ou moins rapidement dans le sol. En dessous de ce taux, le produit a une action minéralisante rapide. L’ISMO est un indicateur permettant de caractériser la stabilité de la Matière Organique. Ce système permet de comparer rapidement la qualité de la matière organique et ainsi de classer les produits organiques en fonction de leurs actions sur le sol et les plantes. Le rendement humigène correspond à la quantité de carbone restant dans le sol (stable) après 91 jours en condition d’incubation contrôlée. Par exemple, un fumier de bovin a un rendement humigène de 70 à 120 kg d’humus par tonne de produit brut.

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