Cycle de l’azote
Fertilisation : la disponibilité de l’azote dans le sol
L’azote est un élément essentiel au développement des cultures et à l’élaboration des rendements. C’est le principal poste d’achat d’engrais. Mais avant de prévoir sa commande, plusieurs sources d’azote sont à prendre en compte !
Les plantes ne sont capables d’assimiler l’azote que sous forme minérale, principalement nitrate et secondairement ammoniacale. Pour cela, l’azote doit être dissoute dans l’eau. Il est donc inutile d’apporter un engrais azoté en période sèche.
La biomasse microbienne est le moteur des transformations de l’azote dans le sol. La minéralisation de l’azote correspond à l’évolution de l’azote organique en nitrates. Le processus inverse est l’organisation des nitrates en molécules organiques. Durant la minéralisation, il se produit une série de transformations où les micro-organismes interviennent à chaque étape. Dans un premier temps, l'ammonification est la transformation de l'azote organique en ammonium (NH4+) sous l'action de micro-organismes qui utilisent des substrats carbonés comme source d'énergie. Ensuite, des bactéries, appelées nitrosomonas, oxydent l'ammonium en nitrite. Enfin, la nitratation est l'oxydation du nitrite en nitrate réalisée par des bactéries nitriques ou nitrobacters. Ces micro-organismes se développent dans des conditions particulières : pH neutre, température autour de 30°C et présence d’oxygène. Cf. schéma.
Certains des facteurs de la minéralisation de l’azote sont liés au climat comme la température et l’humidité du sol. En revanche, d’autres sont liés aux pratiques agricoles. Pour permettre aux bactéries de respirer, la porosité est un paramètre très important. Il est donc primordial de ne pas tasser le sol. De plus, sur sols acides, des apports réguliers de chaux sont nécessaires pour assurer un pH neutre.
La minéralisation de la matière organique est une source d’azote à ne pas négliger. Par exemple, sur une profondeur de 30 cm, pour un sol à 20% de cailloux, une densité apparente de 1,4 et un taux de matière organique de 3%, il y a 100 tonnes de matière organique. Or, la teneur en azote totale de la matière organique est de 5% et chaque année 2% de l’azote total est minéralisé, ce qui représente 100 kg d’azote/an/ha, soit près 300 kg d’ammonitrate/ha/an.
Association bactéries-légumineuse
L’association bactéries-légumineuse est l’unique procédé pour mettre l’azote de l’air à disposition des plantes. L’air que l’on respire est constitué à 78% d’azote. Cet élément essentiel pour les plantes est donc omniprésent dans l’atmosphère. Grâce à une symbiose avec les rhizobiums, bactéries capables de fixer l’azote de l’air, les légumineuses peuvent être autonomes en azote. Dans cette association, la plante fournit une niche protectrice et de l’énergie aux bactéries qui, en échange, synthétisent de l’ammoniac assimilable par leur hôte. Ces échanges se font au niveau du système racinaire de la plante, plus précisément dans les nodosités. Là encore, le sol doit avoir une porosité suffisante pour permettre à l’azote gazeux d’arriver au niveau des racines des légumineuses.
Cette symbiose fournit chaque année, à l’échelle de la planète, une quantité d’azote équivalente à celle synthétisée par voie chimique dans l’industrie des engrais. En effet, les légumineuses sont une famille de plantes très diversifiées : les acacias, les mimosas méditerranéens et certains arbres tropicaux comme le flamboyant font partie de cette grande famille. Dans nos champs, ce sont souvent la luzerne, les trèfles, la vesce, les pois qui sont cultivés.
Différentes sources d’azote
La minéralisation de l’humus, du précédent cultural, des légumineuses... sont autant de sources d’azote. Il est important de les prendre en compte pour prévoir sa fertilisation et faire des économies. Mais bien piloter ses apports d’azote permet aussi de limiter les pertes dans l’environnement par lessivage et d’éviter le développement excessif des cultures. En effet, par exemple, un excédent d’azote, sur céréales va favoriser la croissance du feuillage et donc les maladies et le risque de verse.
Avoir une fertilisation équilibrée, c’est mettre en relation les besoins de la culture avec les fournitures du sol. Pour cela, il est important de connaître le potentiel de production de ses sols. En effet, l’objectif de rendement d’un blé en chambons ou varennes n’est pas le même. Il n’est pas aisé d’estimer les fournitures du sol. Diverses expérimentations en région Rhône-Alpes ont permis d’estimer ces valeurs, pour la culture de céréales (Cf. tableau).
Le plan prévisionnel de fumure est l'outil adapté pour avoir une fertilisation équilibrée. En effet, il permet de prévoir la fertilisation en azote, phosphore et potasse pour chaque parcelle culturale. Pour cela, le plan de fumure met en parallèle les besoins des cultures avec les apports d’éléments fertilisants par le sol, à partir de l’historique cultural et de l’analyse de sol.
