Comment améliorer l'efficacité des engrais
Grâce à la nutrition, qu'elle soit foliaire ou racinaire, la plante construit ses tissus et développe rapidement sa biomasse lorsque son alimentation est correctement équilibrée.
La vie d'un organisme végétal repose sur un ensemble complexe de réactions métaboliques, aussi bien avec son environnement qu'à l'intérieur de ses cellules, entre les cellules et entre les différents organes. Un apport équilibré en éléments minéraux garantit le bon déroulement et la coordination de l'ensemble des réactions biologiques et des fonctions physiologiques de la plante.
Le principal processus responsable de la production de matière organique est la photosynthèse. Les plantes sont également capables d'absorber, en faibles quantités, des acides aminés, des substances de croissance, des vitamines, des antibiotiques ainsi que du dioxyde de carbone (CO₂) provenant de leur environnement.
Figure 1. Séquence d'absorption des éléments nutritifs par le système racinaire.
L'intensité de l'absorption des éléments minéraux dépend non seulement des caractéristiques biologiques de chaque espèce végétale et des conditions environnementales (disponibilité des éléments dans la solution du sol, température, aération, etc.), mais également de la quantité d'énergie et de composés organiques produits par la plante grâce à la photosynthèse.
La majeure partie de l'azote, de l'eau et des éléments minéraux est absorbée à partir du sol par le système racinaire.
Les sols contiennent naturellement d'importantes réserves de macroéléments et de microéléments en raison de leur origine minérale. Toutefois, une grande partie de ces éléments reste sous une forme indisponible pour les plantes.
La disponibilité des nutriments dépend de nombreux facteurs :
leur concentration dans la solution du sol ;
le pH du sol ;
le pouvoir tampon du sol ;
l'activité des micro-organismes ;
le régime thermique.
Lorsque le pH est acide, le complexe adsorbant du sol libère des ions Al³⁺. À forte concentration, ces ions présentent une forte phytotoxicité pouvant entraîner un ralentissement du développement, voire la mort des plantes. Un pH faible réduit également l'activité des microorganismes du sol. Chez les légumineuses, par exemple, cette acidité limite fortement la symbiose avec les bactéries fixatrices d'azote présentes dans les nodules.
Pour un développement optimal, les plantes ont besoin d'un milieu proche de la neutralité. Dans ces conditions, la réactivité chimique des éléments nutritifs diminue, tandis que leur disponibilité augmente. Les éléments N, P, K, Co, Mo, Ca, Mg, S et B sont alors absorbés plus efficacement. Les phénomènes d'antagonisme entre éléments sont réduits au minimum, tandis que les effets de synergie deviennent plus importants. La microflore du sol se développe également dans des conditions favorables.
À l'inverse, un pH alcalin supérieur à 7 limite fortement l'absorption du phosphore, du manganèse, du zinc et de plusieurs autres oligoéléments en raison de la formation de composés insolubles. Les sols alcalins sont souvent affectés par la salinité, présentent une structure dégradée, une faible perméabilité à l'eau des horizons arables et peuvent former une croûte superficielle ou subir des phénomènes d'engorgement après de fortes précipitations.
La disponibilité du phosphore dans le sol dépend directement de la solubilité des différentes formes de phosphates. Les plantes absorbent le phosphore exclusivement sous forme d'ions phosphate présents dans la solution du sol. La quantité de phosphore assimilable dépend donc de la capacité de ces composés à se dissoudre et à alimenter en permanence cette solution.
La vitesse de renouvellement du phosphore disponible dans la solution du sol dépend directement de la solubilité des phosphates. Lorsque le pH est inférieur ou égal à 5,5, le phosphore apporté par les engrais est fixé par les ions d'aluminium et de fer et devient indisponible pour les plantes. À l'inverse, lorsque le pH dépasse 7, le phosphore est immobilisé sous forme de phosphate tricalcique, un phénomène appelé rétrogradation du phosphore.
Les phosphates de calcium sont très peu assimilables. Seules certaines cultures, comme le lupin, le pois, le sarrasin ou le sainfoin, sont capables de les mobiliser grâce aux acides organiques sécrétés par leurs racines.
Dans les sols riches en matière organique et possédant une microflore active, le coefficient d'utilisation du phosphore apporté par les engrais est nettement plus élevé. Les substances humiques stimulent l'activité biologique du sol, favorisent les processus métaboliques des plantes et renforcent les exsudats racinaires.
Ces exsudats contiennent des acides organiques capables de dissoudre les phosphates peu solubles. Les racines sécrètent également l'enzyme phosphatase, qui libère le phosphore des composés organiques et accélère ainsi leur minéralisation.
Ci-dessous un exemple concret l'amélioration de la disponibilite des NPK grâce
à l'application de l'engrais organo-minéral « Perle Noire » combiné à la fértisation de base.
Figure 2. Évolution de la disponibilité des principales formes assimilables des éléments nutritifs.
L'engrais organo-minéral « Perle Noire » contribue à :
optimiser le pH du sol ;
améliorer sa structure ;
augmenter sa capacité de rétention en eau ;
stimuler fortement l'activité microbiologique ;
transformer les formes peu disponibles des éléments nutritifs en formes assimilables ;
renforcer la résistance des plantes au déficit hydrique et à la salinité.
Le potassium présent dans le sol existe sous différentes formes : fixée et échangeable.
Le potassium fixé est intégré dans des minéraux peu solubles tels que la muscovite, la biotite ou les feldspaths. Cette réserve est pratiquement indisponible pour les plantes. Toutefois, lorsque l'humidité est suffisante et que la concentration en acide carbonique augmente, une partie de ce potassium est progressivement libérée par altération des minéraux.
Le potassium adsorbé par le complexe argilo-humique constitue la forme la plus facilement assimilable. Il passe facilement dans la solution du sol par échange avec d'autres cations, puis est absorbé par les racines. Au fur et à mesure que cette réserve diminue, le potassium restant est retenu de façon de plus en plus forte, ralentissant progressivement sa disponibilité.
Ainsi, la teneur en potassium échangeable constitue un excellent indicateur de la fertilité potassique d'un sol.
Il est également essentiel de tenir compte des exportations d'éléments nutritifs par les récoltes. Dans de nombreuses situations, les quantités exportées dépassent les réserves immédiatement disponibles du sol. Pour maintenir un bilan nutritif équilibré, les éléments prélevés doivent être restitués selon des doses scientifiquement justifiées.
Par exemple, la production d'une tonne de blé tendre d'hiver nécessite en moyenne :
20 à 40 kg d'azote (N) ;
11 à 15 kg de phosphore (P) ;
20 à 30 kg de potassium (K) ;
5 à 7 kg de soufre (S) ;
1 à 2 kg de calcium (Ca) ;
0,8 à 1 kg de magnésium (Mg).
Les apports foliaires ne permettent pas de compenser des déficits importants en phosphore ou en potassium, car la capacité d'absorption des feuilles reste limitée par la concentration des solutions appliquées et par la nature des engrais utilisés.
Après la pénétration des engrais dans le sol, une réaction d'échange commence entre les composés de l'engrais et le complexe de substitution du sol (CSS). Cependant, l'intégralité des engrais appliqués n'est pas utilisée par les plantes. Il existe des engraisphysiologiquement acides et physiologiquement alcalins. Si la plante absorbe en prioritéle cation du sel, l'engrais est physiologiquement acide. Si l'anion est absorbé, il estphysiologiquement alcalin. Une application injustifiée de ces engrais va acidifier oualcaliniser le sol, ce qui aura un impact négatif sur les plantes.
Grâce à l'amendement chimique (gypse, chaux), il est possible de modifier la réaction du sol pour atteindre un niveau optimal. L'apparition d'ions calcium et magnésium dans le CSS entraîne le déplacement des ions hydrogène, aluminium et manganèse de celui-ci, ainsi que la formation de sels hydrolytiquement alcalins. Cependant, l'amendement est une mesure de dernier recours pour restaurer la réaction de l'environnement du sol. Cette technique influence de manière irréversible tous les processus biologiques du sol et dégrade sa structure. Pour maintenir un pH neutre et la capacité tampon du sol, l'application d'engrais organiques est recommandée. À ces fins, la gamme d'engrais organo-minéraux « Perle Noire » est parfaitement adaptée. Sa composition comprend exclusivement des matières premières végétales. Le groupe organique de l'engrais est représenté par des humates, des fulvates et des acides humiques. Ces composés organiques améliorent la structure du sol ainsi que l'assimilation des éléments nutritifs, et maintiennent la capacité tampon du sol en agissant comme un amendement doux. De plus, ils stimulent le développement de la microflore et des champignons bénéfiques, qui sécrètent des antibiotiques luttant contre les infections racinaires et les ravageurs. En outre, « Perle Noire » réduit le stress lié aux pesticides chez les plantes, ce qui renforce leur statut immunitaire. La composition de « Perle Noire » inclut du bore et du silicium. Ces éléments déclenchent la séquence d'absorption des nutriments, intensifient la photosynthèse, ainsi que l'accumulation et le flux des sucres vers les racines, stimulant ainsi le développement de la microflore utile dans la rhizosphère racinaire. L'excrétion d'acides par les racines est renforcée, ce qui améliore par conséquent la disponibilité des éléments nutritifs. Il en résulte une augmentation de la quantité de nutriments absorbés. Pris individuellement, le bore et le silicium sont également essentiels pour les plantes. Le bore participe à la formation des organes génératifs, à la pollinisation et à la fertilisation. Le silicium entre dans la composition des cellules des vaisseaux conducteurs, les renforçant et empêchant leur destruction, tout en stimulant l'immunité de la plante.