FERTILISATION DU SOL ET NUTRITION DES PLANTES

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I. Définitions

A. Fertilisation/Nutrition

La fertilisation, c’est l’action qui consiste à effectuer des apports d’engrais

organiques ou minéraux, nécessaires au bon développement des végétaux.

Elle peut donc être réalisée sous forme d’amendements humifères

(organique) ou minéraux (chimique).

B. Engrais

Les engrais sont des substances, le plus souvent des mélanges d’éléments

minéraux, destinées à apporter aux plantes des compléments d’éléments

nutritifs, de façon à améliorer leur croissance, et à augmenter le rendement

des cultures et la qualité des produits.

C. Fertilisation organique

La fertilisation organique c’est l’incorporation au sol, de matières

organiques plus ou moins décomposées, tels que les fumiers. Elle permet

d’améliorer la structure du sol et d’augmenter la capacité du complexe

argilo-humique à stocker les éléments nutritifs. Le processus de

minéralisation de la matière organique libère de manière progressive les

éléments nutritifs dont la plante a besoin pour son développement.

Les micelles d'humus et d'argiles, toutes deux électronégatives, ne peuvent, en

théorie, se fixer les unes aux autres. Pourtant, les argiles et les humus forment

des complexes appelés complexes argilo-humiques.

II. Eléments nutritifs nécessaires à la croissance de la plante

Pour se développer, la grande majorité des plantes exigent 16 éléments

nutritifs provenant de l’air et du sol qui les entourent. Les éléments ci-

après proviennent :

■■ de l’air : Le carbone(C) sous forme de CO2 (anhydride carbonique) ;

■■ de l’eau : L’hydrogène (H) et l’oxygène (O) à l’état d’eau (H2 O) ;

■■ du sol et des engrais minéraux et organiques :

■ des éléments de base (macro éléments) : L’azote (N), le phosphore (P), le

potassium (K)

■ des éléments secondaires (méso éléments) : Le calcium (Ca), le magnésium

(Mg), le soufre (S)

■ des oligo-éléments (micro éléments) : Le fer (Fe), le manganèse (Mn), le zinc

(Zn), le cuivre (Cu), le bore (B), le molybdène (Mo), et le chlore (Cl).

Éléments Rôles dans la plante

Éléments primaires ou majeurs Ces éléments sont requis en quantités importantes par la plante, d’où le qualitatif primaire ou majeur.

Azote (N)

Constituant fondamental des protéines et de la chlorophylle (pigment donnant leur couleur verte aux plantes). Joue un rôle de premier plan dans la croissance des plantes. Sert aussi de nourriture aux micro-organismes du sol.

Phosphore (P)

Joue un rôle important dans la croissance des racines, l’implantation des jeunes plants, la floraison, la production et le mûrissement des fruits, la photosynthèse, la respiration et la croissance générale de la plante.

Potassium (K)

Circule partout dans la plante. Assure le transport des sucres, la turgescence et la rigidité des tiges. Augmente aussi la résistance générale de la plante (froid, maladies, insectes, etc.) . Contribue également à l’initiation des boutons floraux, à l’aoûtement des plantes ligneuses et à la fructification.

Éléments secondaires Ces éléments sont requis en moins grande quantité que les éléments primaires.

Calcium (Ca)

Joue un rôle capital dans la structure des végétaux car il entre dans la composition des cellules et les soude entre elles. Participe au développement racinaire et à la maturation des fruits et des graines. Est présent dans les zones de croissance des plantes (apex et bourgeons).

Magnésium (Mg)

Élément central de la chlorophylle. Contribue à la maturation des fruits et à la germination des graines. Renforce les parois cellulaires et favorise l’absorption du phosphore, de l’azote et du soufre par la plante.

Soufre (S)

Entre dans la composition de plusieurs protéines, enzymes et vitamines. Intervient dans la formation de la chlorophylle. Favorise le transport du potassium, du calcium et du magnésium dans la plante.

Éléments mineurs ou oligo-élémentsCes éléments, bien que requis en petite quantité, sont essentiels à la plante.

Fer (Fe)Élément indispensable à la formation de la chlorophylle. Participe aussi à la constitution de certaines enzymes et acides aminés.

Bore (B)Élément nécessaire au bon fonctionnement de l’ensemble de la plante et à la croissance des tissus. Favorise la formation des fruits et participe à l’absorption de l’eau.

Manganèse (Mn)

Favorise la germination des semences et accélère la maturation des plants. Joue un rôle important dans la photosynthèse en participant à la formation de la chlorophylle. Est nécessaire au métabolisme de l’azote et à la formation des protéines.

Molybdène (Mo)Élément indispensable à l’assimilation de l’azote par les plantes et les bactéries fixatrices d’azote. Donc est nécessaire à la production des protéines dont l’élément de base est l’azote.

Chlore (Cl) Stimule la photosynthèse.

Cuivre (Cu)Activateur de plusieurs enzymes. Joue aussi un rôle dans la formation de la chlorophylle.

Zinc (Zn)Joue un rôle important dans la synthèse des protéines, des enzymes et des hormones de croissance.

III. Différents types d’engrais

A. Les engrais N-P-K

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 la référence à leurs

trois composants principaux : N-P-K.

Les engrais simples peuvent être azotés, phosphatés ou potassiques. Les

engrais composés peuvent être binaires (lorsqu’ils contiennent deux

éléments N-P, P-K ou N-K). Ces lettres sont généralement suivies de

chiffres, représentant la proportion respective de ces éléments.

A. 1. Les engrais simples

• le nitrate d’ammonium (Ammonium-nitrate, 33.5% de N),

• le sulfate d’ammonium (SA, 21% de N),

• l’urée (46% de N),

• le superphosphate simple (SSP, 20% de P),

• le superphosphate triple (TSP, 46% de P),

• …etc.

A. 2. Les engrais composés

• Mono-ammonium phosphate (MAP),

• Di-ammonium phosphate (DAP),

• Nitrate de potassium,

• …etc.

Composition de quelques types d’engrais N-P-K

 Teneur en azote

(%N)Teneur en phosphore

(% P2O5)Teneur en potassium

(% K2O)

Urée 46 0 0

Ammonium-nitrate 33,5 0 0

Superphosphate simple

0 18 0

Superphosphate triple

0 45 0

Sulfate de potassium granulé

0 0 48

DAP 18 46 0

Nitrate de potassium

13 0 46

B. Les correcteurs de carence

Ces éléments sont utilisés pour corriger les carences en micro-éléments :

• Fer chélaté, (pour plus d’informations :

http://lot-et-garonne.chambagri.fr/fileadmin/telechargement/Productions_veg

etales/fraises/fiche-fer-pour-fraisier-2010.pdf

ou

http://student.ulb.ac.be/~fcraddoc/Pedologie%20Drouet%20partie%202.pdf )

• Sulfate de cuivre,

• Acide borique,

• Sulfate de manganèse et de zinc,

• …etc.

C. Les bio-stimulants

• Les bio-stimulants racinaires : sont généralement sous forme de phyto-

hormones.

• Les stimulants de la floraison et de la nouaison.

• L’acide gibbérellique.

D. Quelques innovations

• Les extraits d’algues,

• Les stimulateurs des Défenses Naturelles (SDN) : ce sont des substances

capables de déclencher, chez la plante, une réaction immunitaire appelée

Réaction Systémique Induite. Parmi lesquelles on peut citer les

oligosaccharides, l’acide salycilique et ses analogues, la laminarine,…

IV. Principe de la fertilisation

La fertilisation a pour but essentiel d'entretenir la fertilité du sol pour

satisfaire les besoins des cultures.

Les principes actuels de la fertilisation découlent de trois lois

fondamentales suivantes :

La loi des restitutions au sol

Les exportations des éléments minéraux doivent être compensées par des

restitutions pour éviter l’épuisement des sols.

La loi des accroissements moins que proportionnels

Quand on apporte au sol des doses croissantes d’un élément fertilisant, les

rendements ne croissent pas proportionnellement. Cette loi se traduit par

une courbe dont le sommet représente le rendement maximum possible. Le

rendement optimum est atteint quand le gain de rendement couvre la

dépense supplémentaire en engrais.

La loi du minimum ou d'interaction

L’importance du rendement d'une récolte est déterminée par l’élément qui

se trouve en plus faible quantité par rapport aux besoins de la culture

(Liebig 1803-1873).

Lorsque l’effet exercé par un ensemble de deux facteurs est supérieur à la

somme des effets de ces facteurs agissant séparément, on dit qu'ils sont liés

par une interaction positive, encore appelée synergie.

Exemple

6 0 kg N/ha 1 2 0 kg N/ha

50 kg P2O5/ha 55 q maïs/ha 67 q maïs/ha

100 kg P2O5/ha 58 q maïs/ha 75 q maïs/ha

V. Raisonnement de la fertilisation (Exemple : fertilisation azotée)

1ère étape : définir un objectif de rendement

La première étape consiste à fixer un objectif de rendement réaliste. Il

doit correspondre à la moyenne des 5 dernières années, en enlevant la

plus mauvaise et la meilleure année. Ceci est la méthode officielle, il ne

faut pas oublier de pondérer le rendement en plus ou en moins, en

fonction du type variétal pour les blés par exemple.

2ème étape : indiquer les besoins de la culture

Culture azote absorbé Unité Profondeur d'enracinement

avoine 2,5 q 90

blé 3,2 q 90

colza 6,5 q 90

orge 2,5 q 90

tabac 95 q 45

tournesol 4,5 q 90

tritical 3 q 90

3ème étape : préciser la quantité d’azote restante après récolte

% argile % calcaire % MO Profondeur Reliquat d’azote

Alluvions 15 0 2 90 25

Argileux 50 3 3 90 40

Argilo-calcaire 40 15 3 70 35

Argilo-calcaire profond 50 10 3.2 90 40

Argilo-calcaire superficiel 40 25 2.8 50 30

Argilo-limoneux 25 0 3 90 35

Argilo-sableux 25 0 2.8 75 30

Limons 20 0 2.5 60 25

Sableux 8 0 1.5 90 25

Terre noire 45 5 3.5 90 40

4ème étape : calculer les besoins de la culture

En multipliant l’objectif de rendement par l’azote absorbée et y ajouter

l’azote qui doit rester dans le sol après récolte, on obtient les besoins

totaux.

(Rendement x besoin en azote) + reliquat = besoin total

5ème étape : déterminer les fournitures par minéralisation de l’humus du sol

Sols Culture d’automne

Culture de printemps

Présence courte

Présence moyenne

Présence longue

Alluvions 40 (kg N/ha) 50 60 75

Argileux 40 50 55 66

Argilo-calcaire 40 50 50 66

Argilo-calcaire profond 40 55 60 75

Argilo-calcaire superficiel 40 35 40 50

Argilo-limoneux 45 60 70 80

Argilo-sableux 40 55 65 75

Limons 45 60 70 85

Sableux 40 50 60 70

Terre Noire 50 60 70 85

6ème étape : reportez la valeur correspondant au précédent cultural

précédent Minéralisation nette (kg/ha)

précédent Minéralisation nette (kg/ha)

Betterave 20 maïs fourrage 0

Céréales paille enfouie -20 maïs grain ou semences -20

Céréale paille enlevée 0 Oignons-ails 0

Colza 20 Pois-Soja-haricot 20

Féverole-lupin 20 Pomme de terre 20

Jachère de crucifères 30 Sorgho -10

Jachère de graminées 25 Tabac 0

Luzerne-trèfle 20 tournesol 0

7ème étape : effet des effluents de la fumure organique

blé colza maïs herbeCompost de

déchets verts0.5 1 1.25 0.6

Fumier de volailles

5.8 14.5 13 14.5

Fumier d’ovin 1 2.1 1.75 1.4

Fumier de bovin

0.8 1.7 1.5 1.1

8ème étape : calculer l’azote apporté par l’eau d’irrigation

Apport de l’eau en mm

Teneur de l’eau en nitrates en mg/l

40 50 60 70 80 90 100

20 2 2 3 3 4 4 5

40 4 5 5 6 7 8 9

60 5 7 8 9 11 12 14

80 7 9 11 13 14 16 18

100 9 11 14 16 18 20 23

9ème étape : additionner toutes les fournitures du sol (de 5 à 9)

10ème étape : calcul de la dose d’engrais minéral à apporter

Dose d’engrais = besoin (4) – fournitures totales (9)

11ème étape : indiquer le fractionnement prévisionnel des apports

Exemple : céréales

STADES OBJECTIF

Tallage Epi 1 cm 2 nœuds gonflement épiaison RENDEMENT PROTEINES

40 Dose-40 ++++

40 Dose-80 40 +++ +

40 Dose-100 60 ++ ++

40 Dose-120 40 40 + +++

VI. Exemple pratique 1 : Programme de fertilisation de la pomme de terre pour un rendement objectif de 35 t/ha

A. Ferti-irrigation

*Phase de croissance

-Matière organique soluble : 40 kg/ha,

-N : 13.5 kg/ha,

-P2O5 : 32 kg/ha,

-K2O : 3 kg/ha,

-Sulfate de magnésium : 7 kg/ha.

*Phase de tubérisation

-Matière Organique Soluble (contenant 10-15% d’acides aminés): 60 kg/ha,

-N : 15 kg/ha,

-P2O5 : -,

-K2O : 12 kg/ha,

-Sulfate de magnésium : 7 kg/ha,

-Extrait d’algues : 12 kg/ha,

-Fer 6% : 2.5 kg/ha,

*Phase de maturation des tubercules

-Matière organique : 30 kg/ha,

-N : 9 kg/ha,

-P2O5 : 3.5 kg/ha,

-K2O : 18 kg/ha,

-Sulfate de magnésium : 7 kg/ha,

-Fer 6% : 2.5 kg,

B. Fertilisation foliaire

-Oligo-éléments 18%: 2,5 kg/ha (60 g/100 l eau),

-Auxines : 1,5 kg/ha,

VII. Exemple pratique 2 : Fertilisation des céréales

A. Ferti-irrigation

Pour un rendement de 50 quintaux à l’hectare, les besoins sont :

- Azote ……….120 Unités,

- P2O5………… 60 Unités,

- K2O…………100 Unités,

- Soufre………50 Unités,

- MgO………...25 à 30 Unités,

- Autres oligo-éléments : (Mo, Mn, Zn, Cu, Fe).

B. Fertilisation foliaire

La fertilisation foliaire aux engrais solubles est un complément

indispensable à partir de la montaison - épiaison, car le changement

physiologique de la plante exige plus d’éléments que les racines seules ne

peuvent en apporter même lorsque ces éléments sont disponibles dans le

sol. La fertilisation foliaire permet alors :

- D’apporter le complémentOligo-éléments.

- De stimuler l’activité racinaire pour augmenter le volume des

prélèvementsAuxines.

- En période de stress ( Froid, gel, sécheresse)Acides aminés.

- Lorsque les cultures sont affaiblies, malades ou endommagéesP,K foliaire

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