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Engrais : un atout pour les plantes, un fléau pour le sol

Les engrais stimulent la croissance des plantes, mais ils modifieraient la stabilité des sols. C’est ce que montre une recherche, basée sur 50 ans d’étude d’un champ de maïs soumis à différents taux d’engrais inorganiques. Explications sur ce résultat.

En Europe, on peut observer un excédent d'azote (exprimé en kg/ha) dans presque tous les sols agricoles. Des études antérieures ont déjà montré que le rejet d'engrais dans les eaux était responsable de son eutrophisation (dégradation de l’eau par rejet de matières organiques et de nitrates par exemple). Dans cette nouvelle étude, les scientifiques suggèrent que sur le long terme, l'apport d'azote et de phosphate dans le sol déstabilise son équilibre. © Lamiot, cc by sa 2.5 En Europe, on peut observer un excédent d'azote (exprimé en kg/ha) dans presque tous les sols agricoles. Des études antérieures ont déjà montré que le rejet d'engrais dans les eaux était responsable de son eutrophisation (dégradation de l’eau par rejet de matières organiques et de nitrates par exemple). Dans cette nouvelle étude, les scientifiques suggèrent que sur le long terme, l'apport d'azote et de phosphate dans le sol déstabilise son équilibre. © Lamiot, cc by sa 2.5

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L’utilisation des engrais a considérablement augmenté le rendement des cultures. Il a par exemple été multiplié par quatre la rentabilité de la culture du blé, depuis 1950. L’agriculture intensive utilise principalement des engrais inorganiques, tels que les produits azotés et phosphatés. L’azote est l’un des nutriments essentiels à la croissance et au bon développement des plantes. Absorbé par la plante sous forme minérale (ammoniaque ou nitrate), il provient soit de la minéralisation de la matière organique, soit des engrais.

Si les engrais inorganiques sont mondialement utilisés et ont prouvé leur efficacité, leurs impacts sur le sol sont méconnus. La dernière étude en date fournit des résultats très contrastés. Les chercheurs Humberto Blanco-Canqui et Alan Schlegel ont étudié durant 50 ans l’influence des engrais inorganiques sur des parcelles cultivées au Kansas. Ils montrent que dans ces sols, le stockage du carbone organique a augmenté, mais qu’en revanche, la stabilité des agrégats s’est détériorée.

L'utilisation d'engrais s'est rapidement répandue depuis le début du XXe siècle. Cette photo de la Tennessee Valley Authority est une illustration des résultats de la fertilisation par engrais, en 1942. Entre 1972 et 1992, l'utilisation mondiale d'engrais est passée de 73,8 à 132,7 millions de tonnes. © Franklin D. Roosevelt Presidential Library and Museum, DP
L'utilisation d'engrais s'est rapidement répandue depuis le début du XXe siècle. Cette photo de la Tennessee Valley Authority est une illustration des résultats de la fertilisation par engrais, en 1942. Entre 1972 et 1992, l'utilisation mondiale d'engrais est passée de 73,8 à 132,7 millions de tonnes. © Franklin D. Roosevelt Presidential Library and Museum, DP

La fertilisation des plantes par les engrais améliore leur croissance et augmente le taux de matière organique dans le sol. La fertilisation est le principal déterminant de l’activité biologique et influence les propriétés physiques et chimiques du sol. Les particules se lient plus facilement entre elles grâce au carbone : l’agrégation et la stabilité de la structure des sols devraient alors augmenter plus le contenu en carbone organique du sol est élevé. Or, contre toute attente, cette nouvelle étude suggère que sous l’effet des engrais, aucune amélioration de la stabilité des agrégats du sol n’a été observée, malgré l’augmentation du carbone organique. Les résultats ont été publiés dans le Journal of Environmental Quality.

Les engrais dissolvent-ils les agrégats du sol ?

L’étude a été menée en continu pendant 50 ans, sur des parcelles de maïs. Elles ont été irriguées et labourées sans interruption. De façon aléatoire, des portions de terrain ont été choisies, et ont reçu six différents taux de nitrate d’ammonium et trois différents taux de phosphate, sur toute la période. Les sols des parcelles ont vu leurs concentrations de carbone organique augmenter progressivement. L’augmentation de l’apport d’azote a induit une augmentation du carbone organique jusqu’à des profondeurs variant entre 0 et 15 cm. En revanche, en ajoutant du phosphore, la concentration de carbone organique dans le sol a augmentée jusqu’à 30 cm de profondeur.

Quant à la stabilité des agrégats dans le sol, au contraire, elle baisse avec l’ajout de ces substances. Et ce en particulier lorsque l’azote et le phosphore ont été appliqués à des taux élevés. L’ajout de 90 kg d'azote par hectare a réduit le nombre d'agrégats stables de 1,5 fois en l'absence de phosphore. Or, cet effet est encore plus marqué quand l’azote se combine avec le phosphore. Ainsi, quand sont ajoutés aux 90 kg d’azote par hectare, 20 kg et 40 kg de phosphore, le nombre d’agrégats stables a diminué respectivement de 2,1 et 2,5 fois. Bien sûr, plus d’études sont nécessaires pour évaluer précisément le rôle de l’épandage. Il est certain que les conséquences sur la stabilité du sol dépendent aussi de facteurs climatiques, du travail du sol et du type de culture.

Les scientifiques suggèrent toutefois que l’ajout de fertilisants riches en ammoniaque pourrait provoquer la dispersion des particules du sol plutôt que leur agrégation. Cela viendrait alors compenser les effets positifs de l’augmentation de la teneur en carbone causée par les engrais. Par ailleurs, le travail du sol perturbe de façon saisonnière, et cela peut même annuler les avantages de la fertilisation. Dans tous les cas, il est certain qu’il faut déterminer l’influence des engrais sur la stabilité du sol, pour adapter au mieux le ratio entre les différents minéraux. Sinon, sur le long terme, engrais ou non, les terres ne seront de toute façon plus fertiles. 


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