Engrais
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2008-06-23T08:30:02Z
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Les '''engrais''' sont des substances, le plus souvent des mélanges d'éléments [[minéral|minéraux]], destinées à apporter aux [[plante]]s des compléments d'éléments nutritifs de façon à améliorer leur croissance et augmenter le rendement et la qualité des cultures. L'action consistant à apporter un engrais s'appelle la [[fertilisation]]. Les engrais font partie des [[produit fertilisant|produits fertilisants]], avec les [[amendement]]s.
La fertilisation se pratique en [[agriculture]] et lors des activités de [[jardinage]].
Les engrais furent utilisés dès l'[[Antiquité]], où l'on ajoutait au sol, de façon empirique, les [[phosphate]]s des [[os]] (calcinés ou non), l'[[azote]] des [[déjection]]s animales et humaines, le [[potassium]] des [[cendre]]s.
== Histoire et rôle des engrais ==
Pour accomplir le processus de leur vie végétative, les plantes ont besoin d'eau, de près de vingt éléments nutritifs qu'elles trouvent sous forme minérale dans le sol, de dioxyde de carbone (CO<sub>2</sub>) apporté par l'air, et d'énergie solaire nécessaire à la synthèse chlorophyllienne.
Les égyptiens durant des milliers d'années ont utilisé les riches [[limon]]s apportés par le [[Nil]] pour enrichir et entretenir les sols.
<br>Divers amendements ont été utilisé dans le monde (des poissons enterrés sous le maïs en Amérique du Nord), les excréments humains et animaux. <br>Puis avec l'avènement de l'[[industrie chimique]], charbonnière et pétrolière au 19ème siècle sont apparus des formes [[chimie|chimiques]] de plus en plus ''« pures »'' d'éléments de bases (N,P,K). Ces engrais chimiques en dépit de leurs effets immédiats sur la croissance n'ont pas été toujours facilement acceptés. par exemple, en 1858 (il y a un peu plus de 150 ans) dans le nord de la France, la presse locale rapporte qu'à l’approche des semailles ''« les agriculteurs sont harcelés par des marchands d’engrais qui prétendent que leurs concentrés chimiques sont plus efficaces que le fumier. La Société impériale d’agriculture, qui a effectué des essais, met en garde contre ces engrais concentrés, qui ne sauraient selon elle remplacer le fumier »'' <ref>Avril [[1858]] (Journal L’Indépendant, repris à partir des archives par les éphémérides de la semaine du 31 mars au 6 avril 2008)</ref>
Les engrais doivent apporter, en ''justes proportions'' :
*des éléments de base, [[azote]] (Symbole chimique N), [[phosphore]] (P), [[potassium]] (K) ; on parle des engrais de type NPK si les trois sont associés ensemble. Sinon on parle également de N, NP, NK, PK;
*des éléments secondaires, [[calcium]] (Ca), [[soufre]] (S), [[magnésium]] (Mg),
*des [[oligo-élément]]s tels que le [[fer]] (Fe), le [[manganèse]] (Mn), le [[molybdène]] (Mo), le [[cuivre]] (Cu), le [[bore]] (B), le [[zinc]] (Zn), le [[chlore]] (Cl), le [[sodium]] (Na), le [[cobalt]] (Co), le [[vanadium]] (V) et le [[silicium]] (Si).
Ces éléments secondaires se trouvent habituellement en quantité suffisante dans le sol, et ne devraient être ajoutés qu'en cas de [[carence]], la plupart devenant toxique (à faible dose, au delà d'un seuil variant selon les éléments, certaines synergies entre éléments et avec le pH du sol).
Les plantes ont besoin de quantités relativement importantes des éléments de base. L'azote, le phosphore et le potassium sont donc les éléments qu'il faut ajouter le plus souvent aux sols pauvres ou épuisés par des récoltes intensives et se succédant sans [[jachère]]s.
* l''''azote''' contribue au développement végétatif de toutes les parties aériennes de la plantes. Il est profitable à la plantation, au printemps au démarrage de la végétation et aux légumes feuilles mais il convient de le distribuer sans excès car ce serait au détriment du développement des [[fleur]]s, des [[fruit]]s ou des [[bulbe]]s. On trouve de l'azote dans le sang séché, dans les tontes de gazon ou dans le [[purin d'ortie]]s. Sous forme chimique (ion NO3- dit ''« nitrate »''), il est particulièrement soluble dans l'eau, alors à l'origine de pollution azotée.
* le '''phosphore''' renforce la résistance des plantes et contribue au développement racinaire. Le phosphore se retrouve dans la poudre d'os ou dans les fientes. En excès, il est un facteur d'[[eutrophisation]] de l'eau. Les engrais phosphorés chimiques peuvent contenir des radionucléides et du [[cadmium]] résiduel)
* le '''potassium''' contribue à favoriser la floraison et au développement des fruits. Le potassium se retrouve dans la cendre de bois (qui peut aussi contenir des [[métaux lourds]] ou des [[radionucléide]]s dans certaines régions).
le trio ''« NPK »'' constituent la base de la plupart des engrais vendus de nos jours. L'azote est le plus important d'entre eux, et le plus controversé à cause du phénomène de lessivage, lié la forte solubilité dans l'eau des nitrates. Par le [[Procédé de Haber|procédé Haber-Bosch]] un pour cent de l'énergie consommée par les humains produit de l'[[ammoniac]] qui fournit la moitié de l'azote nécessaire à l'agriculture.
La [[chaux]] calcique est un [[amendement]] agricole et une source de calcium. La chaux [[dolomite|dolomitique]] fournit du calcium et du magnésium. Le soufre est généralement présent en quantité suffisante dans le sol.
== Types d'engrais==
Les engrais peuvent être de trois types: organiques, minéraux et organo-minéraux.
===Engrais organiques===
Les [[engrais organique]]s sont généralement d'origine animale ou végétale. Ils peuvent aussi être synthétisés ([[urée]] par exemple).
Les premiers sont typiquement des déchets industriels tels que déchets d'abattoirs (sang desséché, [[corne torréfiée]], déchets de poissons, boues d'[[épuration des eaux]]). Ils sont intéressants par leur apport d'azote à décomposition relativement lente, et par leur action favorisant la multiplication rapide de la [[microflore]] du sol, mais n'enrichissent guère le sol en [[humus]] stable.
Les seconds peuvent être des déchets végétaux ([[résidus verts]]), [[compost]]és ou pas. Mais ils peuvent être aussi des plantes cultivées spécialement comme [[engrais vert]] ou préparées dans ce but ([[purin d'ortie]], [[algue]]s). Ce sont aussi des sous-produits de l'élevage, tels que [[fumier]]s (composition de la plupart des fumiers : litière végétale et déjections - qui ne sont pas des matières animales mais des végétaux plus ou moins digérés), [[lisier]], [[fiente]]s, etc.
Le principe de l'''engrais vert'' reprend la pratique ancestrale qui consiste à enfouir les ''[[mauvaises herbes]]''. Elle s'appuie sur une [[culture intercalaire]], qui est enfouie sur place. Quand il s'agit de [[légumineuse]]s telles que la [[Luzerne cultivée|luzerne]] ou le [[trèfle]], on obtient en plus un enrichissement du sol en azote assimilable car leur système [[racine (botanique)|racinaire]] associe des [[bactérie]]s, du genre [[Rhizobium]], capables de [[Fixation biologique de l'azote|fixer l'azote atmosphérique]]. Pour rendre cette technique plus efficace, on ensemence préalablement les graines avec la bactérie associée.
===Engrais minéraux===
Les [[engrais minéral|engrais minéraux]] sont des substances d'origine minérale, produits soit par l'industrie chimique, soit par l'exploitation de gisement naturels (phosphate, potasse).
L'industrie chimique intervient surtout dans la [[production des engrais]] azotés, qui passe par la synthèse de l'[[ammoniac]] à partir de l'azote de l'air, moyennant un apport important d'énergie fournie par le [[gaz naturel]] (qui fournit également l'[[hydrogène]]). de l'ammoniac sont dérivés l'[[urée]] et le [[nitrate]].
Elle intervient également pour la fabrication des engrais complexes, qui sont constitués par des [[sel (chimie)|sel]]s résultant de la réaction d'une [[base (chimie)|base]] avec un [[acide]]. Les engrais composés peuvent être de simples mélanges, parfois réalisés par les distributeurs (coopératives ou négociants). On appelle ces mélanges du [[Bulk Blending]].
On distingue les engrais simples (ne contenant qu'un seul élément nutritif) et les engrais composés (qui peuvent en contenir deux ou trois). L'appellation des engrais minéraux est normalisée, par référence à leurs trois principaux composants : [[NPK]]. Les engrais simples peuvent être azotés, phosphatés ou potassiques. Les engrais binaires sont notés NP ou PK ou NK, les ternaires NPK. Ces lettres sont généralement suivies de chiffres, représentant les proportions respectives des éléments. Les engrais chimiques produits industriellement contiennent une quantité minimale garantie d'éléments nutritifs, et elle est indiquée sur le sac.
:Par exemple, la formule 5-10-5 indique la proportion d'azote (N), de phosphore (P) et de potassium (K) présente dans l'engrais, soit 5 % de N, 10 % de P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> et 5 % de K<sub>2</sub>O.
* L'apport azoté est exprimé en [[azote]] N et est apporté soit sous forme de [[nitrate]] NO<sub>3</sub>, d'[[ammonium|ammoniaque]] NH<sub>4</sub> ou d'urée. Les contraintes de stockage de la forme nitrate incitent les distributeurs d'engrais à se tourner vers des formes ammoniacales uréïques.
* Le [[phosphore]] est exprimé sous la forme P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> mais apporté sous forme de [[phosphate]]s de calcium ou d'ammonium.
* Le [[potassium]] est exprimé sous la forme K<sub>2</sub>O mais apporté par du [[chlorure]], du [[nitrate]] et du [[sulfate]] de potassium.
===Engrais organo-minéraux===
Les engrais organo-minéraux résultent du mélange d'engrais minéraux et d'engrais organiques.
== Composition des engrais ==
*''Voir aussi [[Liste des engrais]]''
'''Quelques exemples d'engrais simples'''
* l'urée (46% d'azote), le sulfate d'ammoniaque (SA, 21% d'azote), l'ammonitrate (AN, 33.5% d'azote) et le nitrate de chaux (CAN/NAC, jusqu'à 27% d'azote) ne contiennent que de l'azote (N);
* le superphosphate simple (SP, 18% de phosphore) ou le superphosphate triple (TSP, 46% de phosphore) ne contiennent que du phosphore (P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>)
* le chlorure de potassium (60% de potassium) ne contient que de la potasse (K<sub>2</sub>O). Le sulfate de potassium (SOP, 50% de K<sub>2</sub>O) contient également 18% de soufre.
Parmi les autres engrais courants qui, outre les éléments nutritifs principaux, contiennent du soufre (S) on peut citer les engrais simples : sulfate d'ammoniaque ou SA qui a 24% de soufre et le SSP qui en a 12%.
'''Quelques exemples d'engrais composés'''
* le phosphate diammonique contient à la fois N et P. Les formules les plus courantes sont le 18-46-0 et le 20-20-0.
* le nitrate de potassium contient à la fois N et K.
== Application des engrais ==
Généralement, les engrais sont incorporés au [[sol (pédologie)|sol]], mais ils peuvent aussi être apportés par l'eau d'[[irrigation]]. Cette dernière technique est employée aussi bien pour les cultures en sol (traditionnelles), que hors sol (sur substrat plus ou moins inerte, tel que terreaux, tourbes, laine de roche, perlite, [[vermiculite]], etc). Une autre technique particulière, la [[hydroponie|culture hydroponique]], permet de nourrir les plantes avec ou sans substrat. Les racines se développent grâce à une solution nutritive -eau plus engrais- qui circule à leur contact. La composition et la concentration de la solution nutritive doivent être constamment réajustées.
Dans certains cas, une partie de la fertilisation peut être réalisée par voie foliaire, en pulvérisation. En effet, les feuilles sont capables d'absorber des engrais, s'ils sont solubles et si la surface de la feuille reste humide assez longtemps. Cette absorption reste toutefois limitée en quantité. Ce sont donc plutôt les [[oligo-élément]]s qui peuvent être apportés ainsi, compte tenu des faibles quantités nécessaires aux plantes.
Sur des sols acides, on peut procéder au [[chaulage]] pour augmenter le pH. Cette mesure augmente l'efficacité des engrais en favorisant l'assimilation par les plantes des éléments nutritifs présents dans le sol.
Les engrais doivent être utilisés avec précaution. Il est généralement suggéré
* d' éviter les excès, car au-delà de certains seuils les apports supplémentaires non seulement n'ont plus aucun intérêt économique, mais en plus risquent d'être toxiques pour les plantes (en particulier les oligo-éléments), et de nuire à l'environnement ;
* de maîtriser leurs effets sur l'acidité du sol ;
* de tenir compte des interactions possibles entre les éléments chimiques ;
* de tenir compte des limites imposées par les autres facteurs de production.
==Dose d'engrais==
La dose d'engrais est la quantité d'engrais à apporter pour une certaine surface ou un certain nombre
de plantes. Idéalement, la quantité apportée devrait
* être suffisante pour couvrir les besoins de la plante (de façon à garantir le rendement, la qualité, le taux de croissance, voire la beauté, souhaités),
* sans toutefois les excéder (de façon à limiter le coût de la fertilisation, ainsi que l'impact environnemental. Une dose trop élevée peut aussi endommager une culture).
L'utilisateur de fertilisants se basera souvent sur la notion de dose recommandée
La dose recommandée est la dose d'application suggérée par les instituts de recherche agricoles, publics ou privés, certaines associations ou ONG, ou par les entreprises de commercialisation. Elle va être donnée soit en terme de nombre de sacs à utiliser (avec indication des proportions NPK contenues dans un sac), soit directement en termes de quantité de chaque élément à apporter à l'hectare, ou en quantité à apporter par plante ou par trou de plantation.
Les doses recommandées varient en fonction de la culture, de la variété utilisée, du type de sol, du climat etc…
'''Quel est le moyen le plus simple de calculer la quantité des éléments nutritifs contenus dans un sac d'engrais?'''
Le moyen le plus simple est de diviser les nombres imprimés sur le sac de 50 kg par 2 et ceux marqués sur le sac de 25 kg par 4. Ainsi dans un sac de 50 kg dont la formule est 15-5-20, nous aurons les quantités suivantes d'éléments nutritifs:
15/2 : 7.5 kg N (quantité d'azote)
5/2 : 2.5 kg P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> (quantité de phosphate)
20/2 : 10 kg K<sub>2</sub>O (quantité de potassium)
Au total 20 kg d'élément pour un sac de 50 kg d'engrais.
'''Quelques exemples:'''
1. La recommandation est : application de 60 kg N par hectare sous forme d'urée, qui contient 45% de N. Combien de sacs prévoir?
46 divisé par 2 est égal à 23 : la division par 2 correspond au poids du sac : 50 kg. Chaque sac contient donc 23 kg d'azote.
60 divisé par 23 est égal à 2.6. Ainsi, à peu près deux sacs et deux tiers d'un sac du produit sont nécessaire pour couvrir un hectare
2.6 sacs*50 kg : un total de 130 kg d'urée, doit être appliqué par hectare.
2. Quelle quantité d'urée utiliser pour un champ de 500 m² ?
Si la superficie du champ est de 500 m² la quantité requise d'urée est un vingtième de celle pour un hectare soit 6½ kg (pour rappel, un hectare fait 100m * 100m (soit 10 000 m²).
3.Quand la recommandation est d'utiliser un engrais 60-30-30, que se passe-t-il si vous utilisez un engrais 15-15-15 ?
Si vous utilisez uniquement cet engrais, vous appliquerez
* soit deux fois trop de phosphore et de potassium (perte économique et risque pour l'environnement)
* soit seulement la moitié d'azote nécessaire (d'où carence)
Dans ce cas
* soit achetez un engrais 60-30-30 pour fertiliser votre culture
* soit n'appliquez que la moitié sous forme d'engrais 15-15-15, et achetez un autre engrais ne contenant que de l'azote simple.
==Effets sur l'environnement et la santé==
L'utilisation des engrais entraîne deux types de conséquences qui peuvent comporter des risques sanitaires (atteinte à la santé de l'homme) ou des risques environnementaux (dégâts sur les [[écosystème]]s).
Le risque sanitaire le plus connu est celui relatif à la consommation d'eau riche en nitrate (fertilisation en azote) par le [[nourrisson]].
Le risque environnemental le plus cité est celui de la [[pollution]] de l'[[eau potable]] ou de l'[[eutrophisation]] des eaux, lorsque les engrais, organiques ou minéraux, sont répandus en trop grande quantité par rapport aux besoins des plantes et à la capacité de rétention des sols (fonction notamment de sa [[texture du sol|texture]]), et que les éléments solubles sont entraînés vers la [[nappe phréatique]] par infiltration, ou vers les [[cours d'eau]] par [[ruissellement]] .
Plus généralement, les conséquences de l'utilisation des engrais, qui peuvent comporter des risques et qui sont soumises à la critique, sont les suivantes :
* effets sur la qualité des [[sol (pédologie)|sol]]s, leur fertilité, leur structure, l'[[humus]] et l'acitivité biologique ;
* effets sur l'[[érosion]] ;
* effets liés au cycle de l'[[azote]] et à la toxicité des [[nitrate]]s dans les eaux potables ;
* effets liés à la dégradation des engrais inutilisés, qui émettent des gaz à effet de serre (oxydes d’azote {{formule chimique|NO|2}} et {{formule chimique|N|2|O|4}}) dans l’atmosphère ;
* effets liés au cycle du phosphore ;
* effets liés aux autres éléments nutritifs ([[potassium]], [[soufre]], [[magnésium]], [[calcium]], [[oligo-élément]]s) ;
* effets liés à la présence de [[métal lourd|métaux lourds]] ([[cadmium]], [[arsenic]], [[fluor]]) ou d'éléments radioactifs (significativement présent dans les phosphates, et dans les lisiers de porc pour les métaux lourds) ;
* effets sur les parasites des cultures ;
* [[eutrophisation]] des eaux douces et marines ;
* effets sur la qualité des produits ;
* pollution émise par l'industrie de production des engrais ;
* utilisation d'énergie non renouvelable ;
* épuisement des ressources minérales ;
* effets indirects sur l'environnement, du fait de la mécanisation pour l'agriculture intensive et les épandages.
==Consommation mondiale d'engrais==
Entre 1972 et 1992, l'utilisation mondiale d'engrais est passée de 73,8 à 132,7 millions de tonnes.
Au Canada, l'utilisation des engrais est passée de près d'1 million de tonnes en 1960 à environ 4 millions de tonnes en 1985, tandis que le pourcentage des terres ayant reçu des engrais est passé de 16% en 1970 à 50% en 1985.<ref>C. de Kimpe, congrès "La recherche agronomique européenne dans le monde du XXI<sup>è</sup> siècle" à Strasbourg les 28 et 29 novembre 1996.</ref>
La consommation mondiale d'engrais s'est élevée à 141,4 millions de tonnes en 1999 (source FAO).
Les principaux pays consommateurs sont les suivants (en millions de tonnes nutriments) :
{| class=wikitable
|+ <big><u>Consommation des engrais</u></big>
! Pays
! Millions de tonnes
|-
| [[République populaire de Chine|Chine]]
| 55.69
|-----
| [[États-Unis]]
| 19,9
|-
| [[Inde]]
| 18,4
|-----
| [[Brésil]]
| 5,9
|-
| [[France]]
| 4,8
|-----
| [[Allemagne]]
| 3,0
|-
| [[Pakistan]]
| 2,8
|-----
| [[Indonésie]]
| 2,7
|-
| [[Canada]]
| 2,6
|-----
| [[Espagne]]
| 2,3
|-
| [[Australie]]
| 2,3
|-----
| [[Turquie]]
| 2,2
|-
| [[Royaume-Uni]]
| 2,0
|-----
| [[Viêt Nam]]
| 1,9
|-
| [[Mexique]]
| 1,8
|}
==Voir aussi==
*[[Agriculture durable]]
*[[Engrais à diffusion lente]]
*[[Produit phytosanitaire]]
*[[Régression et dégradation des sols]]
*[[Rotation culturale]]
*[[Transfert de fertilité]]
*[[humus]], [[compost]]
===Liens externes ===
* [http://www.unep.org/geo/geo3/french/fig63c.htm Graphe : Consommation d'engrais dans le monde] ([[Organisation des Nations unies|ONU]])
* [http://www.unep.org/geo/geo3/french/ Rapport GEO 3]
== Notes et références ==
<references /> <!-- aide : http://fr.wikipedia.org/wiki/Aide:Notes et références -->
[[Catégorie:Engrais| ]]
[[ar:سماد]]
[[bn:সার]]
[[ca:Fertilitzant]]
[[cs:Hnojivo]]
[[da:Gødning]]
[[de:Dünger]]
[[en:Fertilizer]]
[[eo:Sterko]]
[[es:Fertilizante]]
[[et:Väetis]]
[[fi:Lannoite]]
[[he:דשן]]
[[id:Pupuk]]
[[io:Dungo]]
[[is:Áburður]]
[[it:Fertilizzante]]
[[ja:肥料]]
[[ko:비료]]
[[lb:Dünger]]
[[li:Könsmès]]
[[mr:खते]]
[[nl:Kunstmest]]
[[no:Gjødsel]]
[[pl:Nawozy]]
[[pt:Fertilizante]]
[[qu:Wanuchana]]
[[ru:Удобрение]]
[[simple:Fertilizer]]
[[sl:NPK]]
[[sv:Gödsel]]
[[ta:உரம்]]
[[tr:Gübre]]
[[uk:Добрива]]
[[vi:Phân bón]]
[[zh:肥料]]