Les nutri­ments des plantes ou l’or du sol

La ges­tion des nutri­ments des plantes est d’une impor­tance capi­tale pour les cultures. Pour leur méta­bo­lisme et la pro­duc­tion de bio­masse, les plantes ont certes besoin de lumière et d’eau, mais aus­si de nutri­ments miné­raux qu’elles assi­milent sous forme d’ions dans l’eau du sol. Si ces nutri­ments sont pré­sents en quan­ti­té équi­li­brée et dans les bonnes pro­por­tions, la crois­sance des plantes est opti­male. La carence d’un seul de ces élé­ments entraîne des pertes de ren­de­ment et de qualité.

Dès 1828, l’agronome Carl Spren­gel a iden­ti­fié pour la pre­mière fois douze élé­ments essen­tiels aux plantes. Jus­tus von Lie­big a éga­le­ment démon­tré que les plantes tirent leurs nutri­ments des sols, for­mu­lant en 1855 la « loi du mini­mum » selon laquelle la crois­sance et le ren­de­ment des cultures sont limi­tés par la res­source qui vient à man­quer en premier.

En l’état actuel des connais­sances, qua­torze élé­ments miné­raux sont jugés indis­pen­sables à la crois­sance et au déve­lop­pe­ment des plantes. Ils peuvent être répar­tis en deux caté­go­ries, les macro­nu­tri­ments et les micro­nu­tri­ments (oli­go­élé­ments).

Nutri­ments des plantes et impor­tance pour la fer­ti­li­té des sols

Les oli­go­élé­ments comme le chlore, le fer, le man­ga­nèse, le bore, le zinc, le cuivre, le molyb­dène et le nickel sont indis­pen­sables au méta­bo­lisme et à la pho­to­syn­thèse. Ils amé­liorent éga­le­ment la capa­ci­té de résis­tance et de ger­mi­na­tion des plantes. Celles-ci ont besoin d’oligoéléments en très petites quan­ti­tés (envi­ron 5 à 500 g/ha), contrai­re­ment aux macro­nu­tri­ments comme l’azote, le potas­sium, le cal­cium, le magné­sium, le phos­phore et le soufre qui doivent être pré­sents en grandes quan­ti­tés (20 à 250 kg/ha).

Les macro­nu­tri­ments ont dif­fé­rentes fonctions :

• Néces­saire à la crois­sance des pousses et des feuilles, l’azote est un consti­tuant fon­da­men­tal des pro­téines et de la chlo­ro­phylle. Si les plantes manquent d’azote, elles sont plus lentes à se déve­lop­per, leur feuillage est vert clair et elles peuvent mou­rir. Un apport exces­sif d’azote contri­bue à déve­lop­per la masse foliaire au détri­ment de la fruc­ti­fi­ca­tion. Les plantes sont éga­le­ment plus sen­sibles aux maladies.
• Le potas­sium joue un rôle impor­tant dans l’équilibre hydrique des plantes, amé­liore leur sta­bi­li­té ain­si que la qua­li­té des fibres et aug­mente la résis­tance au froid des cultures. Une carence en potas­sium per­turbe l’équilibre hydrique des végé­taux et entraîne le flé­tris­se­ment des feuilles. Les plantes sont éga­le­ment plus sen­sibles aux mala­dies. La conser­va­tion et la qua­li­té gus­ta­tive des légumes sont alté­rées, la teneur en vita­mines dimi­nue. L’excès de potas­sium est en revanche bien tolé­ré par les plantes.
• Le cal­cium main­tient notam­ment l’équilibre hydrique des plantes, assure la sta­bi­li­té des tis­sus végé­taux et amé­liore la qua­li­té des fruits. Une carence en cal­cium se mani­feste par la chlo­rose des jeunes feuilles et per­turbe la crois­sance des plantes. Un excès de cal­cium n’entraîne pas de dom­mages notables.
• Le magné­sium est un élé­ment consti­tu­tif des pig­ments verts des feuilles (chlo­ro­phylle). Il inter­vient dans la consti­tu­tion des glu­cides, des lipides et des pro­téines. Une carence en magné­sium entraîne des troubles du méta­bo­lisme des plantes avec un blan­chi­ment des feuilles et inhibe la crois­sance raci­naire. L’excès de magné­sium est rare.
• Le phos­phore sti­mule la flo­rai­son et la fruc­ti­fi­ca­tion ain­si que la crois­sance raci­naire, amé­liore la résis­tance au gel et est au cœur du méta­bo­lisme éner­gé­tique de la plante. Une carence en phos­phore inhibe la crois­sance des plantes. Si elle per­dure, elle entraîne une colo­ra­tion rou­geâtre des feuilles qui finissent par mou­rir. Un excès de phos­phore n’a géné­ra­le­ment pas d’impact négatif.
• Le soufre est néces­saire à la pro­duc­tion des pro­téines et des vita­mines. Il favo­rise éga­le­ment l’efficience de l’azote. Une carence en soufre inhibe la crois­sance par une for­ma­tion réduite de chlo­ro­plastes et de chlo­ro­phylle, ce qui se tra­duit par un jau­nis­se­ment des feuilles. Un excé­dent de soufre n’est pas direc­te­ment dom­ma­geable, mais peut entraî­ner une aci­di­fi­ca­tion des sols.

Sources et pertes de nutri­ments des plantes

Chaque cycle de crois­sance des cultures pré­lève des nutri­ments dans le sol. Pour évi­ter qu’il s’appauvrisse et que la crois­sance des plantes soit inhi­bée, les nutri­ments man­quants doivent être appor­tés par la fer­ti­li­sa­tion. Le type et la dose d’engrais ain­si que le moment d’application doivent être adap­tés aux besoins des plantes et à la teneur en nutri­ments du sol.

Les prin­ci­paux engrais miné­raux sont l’azote, le phos­phore, le potas­sium et le cal­cium. Ils contiennent les mêmes nutri­ments qu’à l’état natu­rel. Selon des études, le sol reste fer­tile même avec une fer­ti­li­sa­tion exclu­si­ve­ment miné­rale. Les engrais miné­raux contiennent des quan­ti­tés de nutri­ments dis­po­nibles indé­pen­dam­ment des sai­sons. Ils per­mettent une fer­ti­li­sa­tion à faibles doses et sont épan­dus de manière homo­gène. En outre, les engrais miné­raux peuvent faire bais­ser les coûts de pro­duc­tion des den­rées ali­men­taires, puisque le ren­de­ment par hec­tare aug­mente. Les engrais miné­raux per­mettent éga­le­ment de se concen­trer sur cer­tains types de cultures, les légu­mi­neuses fixa­trices d’azote étant moins culti­vées. Si l’on uti­lise exclu­si­ve­ment des engrais miné­raux, des inter­ven­tions sont indis­pen­sables dans les par­celles pour main­te­nir la teneur en humus. Une fer­ti­li­sa­tion miné­rale inten­sive favo­rise en outre la crois­sance de gra­mi­nées four­ra­gères de haute qua­li­té dans les prai­ries. Les varié­tés moins concur­ren­tielles res­tent en retrait et la diver­si­té des plantes culti­vées diminue.

Pour les effluents d’élevage en revanche, un cycle de nutri­ments se met en place, à la fois utile sur le plan éco­lo­gique et éco­no­mique. Ain­si, le recy­clage des nutri­ments orga­niques issus de l’exploitation est favo­ri­sé. Les matières orga­niques per­mettent éga­le­ment de sta­bi­li­ser la teneur en humus du sol. Tou­te­fois, la teneur en nutri­ments des effluents d’élevage varie énor­mé­ment, ce qui com­plique la pla­ni­fi­ca­tion de la fer­ti­li­sa­tion, d’autant plus que les nutri­ments ne sont pas tou­jours dis­po­nibles à temps et en quan­ti­té suf­fi­sante pour répondre aux besoins des cultures. La trans­for­ma­tion dans le sol des matières orga­niques appor­tées est éga­le­ment dif­fi­cile à pré­voir, tout comme l’efficacité des nutri­ments. La libé­ra­tion de ces der­niers et les émis­sions d’ammoniac peuvent pol­luer l’environnement. Comme les effluents d’élevage ne peuvent être uti­li­sés de manière judi­cieuse qu’à cer­taines périodes de l’année, ils doivent être sto­ckés de façon à limi­ter les pertes. Or, l’espace de sto­ckage est sou­vent limi­té, ce qui contraint par­fois les agri­cul­teurs à devoir épandre les effluents d’élevage à des moments moins favo­rables pour la nutri­tion des plantes.

Même si la fer­ti­li­sa­tion est adap­tée aux besoins des cultures, les pertes de nutri­ments ne peuvent être com­plè­te­ment évi­tées. Citons ici notam­ment le phos­phore et l’eutrophisation des eaux douces, les pertes d’azote par les­si­vage dans les eaux super­fi­cielles ou sou­ter­raines, la vola­ti­li­sa­tion de l’ammoniac et les pertes d’azote sous forme de pro­toxyde d’azote.

Une fer­ti­li­sa­tion bien menée per­met de mini­mi­ser les pertes de nutri­ments et d’augmenter dura­ble­ment les ren­de­ments. Elle amé­liore éga­le­ment la qua­li­té des récoltes, pro­tège mieux les plantes, favo­rise leur résis­tance aux mala­dies et main­tient la fer­ti­li­té des sols.