Constituants de la plante et apport d’engrais 

Pour une croissance optimale, les plantes ont besoin de certains macro-éléments clés et d’une série d’autres nutriments. L’azote, le phosphore et le potassium (également disponibles sur le marché sous forme de formules combinées, les engrais dits NPK) sont trois macronutriments de base, acteurs clés des cycles végétaux qui assurent le fonctionnement optimal de différents processus. Mais les plantes ont également besoin de toute une série d’autres nutriments et oligo-éléments : calcium, magnésium, soufre, fer, cuivre, zinc et bien d’autres encore. 

Les besoins de chaque élément varient non seulement en fonction du type de culture et de la variété, mais aussi au cours des phases de croissance : par exemple, une culture de maïs en pleine pousse n’aura pas la même consommation d’éléments nutritifs qu’au cours de la phase de maturation.  

La composition et la richesse en éléments nutritifs du sol jouent également un rôle essentiel, tout comme les conditions climatiques de la région.  

Lorsque les cultures ont besoin d’un apport externe d’éléments nutritifs en raison de carences dans le sol ou de besoins particuliers au cours des différentes phases de croissance, les engrais entrent en jeu.   

Les principes utiles pour le calcul des apports d’engrais

Le calcul de la quantité et de la composition des engrais est essentiel pour fournir à la plante la bonne quantité d’éléments nutritifs, en favorisant un équilibre nutritionnel qui évite les surdosages, les carences ou la compétition entre les éléments.  

Il existe plusieurs principes de fertilisation qui peuvent nous guider dans la définition des plans de fertilisation : 

• Loi de restitution ; 
• Loi du minimum ; 
• Loi des accroissements moins que proportionnels ; 
• Antagonisme et compétition ; 
• Synergie ; 
• Toxicité. 

Examinons en détail chacun de ces principes afin de mieux comprendre leur fonctionnement. 

Loi de restitution

Schéma de la loi de restitution  – ©Association GEMAS 

La loi de restitution est basée sur l’équilibre des éléments disponibles dans le sol et consommés par les cultures. Afin d’éviter l’appauvrissement du sol, il est nécessaire de connaître en amont sa composition et les besoins de la culture implantée. Dans ce calcul, il est également important de prendre en compte les phénomènes de lessivage, d’érosion, de fixation ou de rétrogradation qui peuvent se produire dans le sol, entraînant des pertes ou une diminution de la disponibilité des éléments nutritifs. 

De cette manière, l’agriculteur pourrait détecter la nécessité de :  

• enrichir le sol avec certains éléments nutritifs avant de planter la culture ;  
• compenser les pertes ou le manque de disponibilité de certains éléments à différents moments du cycle végétal ; ou  
• restituer à la parcelle les nutriments utilisés une fois le cycle de culture terminé et en préparation du cycle à venir.  

En suivant ce principe, il est possible de maintenir un sol fertile et d’éviter l’appauvrissement.  

Loi du minimum

Schéma de la loi du minimum – ©Association GEMAS 

La loi du minimum repose sur un principe aussi simple que souvent sous-estimé : l’insuffisance d’un élément nutritif réduit l’efficacité de tous les autres éléments et donc le rendement. Chaque culture possède une fertilité physique de base, qui peut être augmentée par l’apport supplémentaire de nutriments à des doses optimales. Si l’un de ces éléments nutritifs n’atteint pas la dose optimale pour la culture, le rendement sera limité car il est intrinsèquement lié au premier nutriment qui fera défaut, que l’approvisionnement en autres éléments soit abondant ou non.  

En bref, si ma culture présente une carence en phosphore (P), l’utilisation d’un engrais azoté (N) ne compensera pas la carence de l’élément qui est présent en plus petite quantité et qui limite le rendement potentiel. Ma culture restera déficitaire en phosphore par rapport à l’équilibre nécessaire pour augmenter le rendement, peu importe que l’apport des autres éléments soit correct.  

Il est donc nécessaire d’identifier le facteur limitant et de fournir la quantité nécessaire de cet élément nutritif afin d’augmenter le rendement de manière optimale. 

Loi des accroissements moins que proportionnels 

Schéma de la loi de Mitscherlich – ©Association GEMAS 

La loi de Mitscherlich, ou loi des accroissements moins que proportionnels, est un principe clé pour quantifier les avantages économiques en termes de rendement de la fertilisation.  

Le principe est simple : si je double la quantité d’engrais, je ne doublerai pas le rendement. Mais pourquoi ? Parce que chaque variété possède un potentiel génétique maximal qui ne peut être dépassé malgré l’apport d’engrais. Il existe donc un apport optimal qui détermine un rendement optimal, et même si l’on augmente la dose d’engrais au-delà de cette limite, on n’augmentera jamais le rendement de manière proportionnelle.  

Ce principe permet également de donner un sens économique à l’investissement en engrais : si j’obtiens le rendement optimal avec une quantité donnée d’engrais, il est inutile de dépenser deux fois plus pour obtenir une augmentation du rendement légèrement supérieure, toujours limitée par le maximum possible. 

Autres principes à prendre en considération

L’apport d’éléments nutritifs au sol et disponibles pour les plantes est un exercice d’équilibre délicat. Il est non seulement nécessaire de respecter les principes que nous avons analysés ci-dessus, mais il est également fondamental de tenir compte d’autres phénomènes qui peuvent optimiser ou, au contraire, contrecarrer les efforts et les investissements en matière d’engrais.  

C’est le cas de l’antagonisme et de la compétition : la présence excessive d’un élément peut nuire à la bonne absorption des autres. Les effets chimiques et physiologiques d’un élément donné peuvent entraver l’absorption d’un autre ou entrer en compétition avec ce dernier. Par exemple, un excès de potassium modifie la charge des parois cellulaires, au détriment de nutriments tels que le calcium et le magnésium qui ne peuvent être absorbés en raison de la saturation des charges par le potassium. 

À l’inverse, l’effet de synergie peut être exploité : certains éléments peuvent stimuler l’absorption d’autres nutriments, ce qui est bénéfique pour la plante. L’équilibre du rapport entre l’azote et le soufre, par exemple, favorise réciproquement l’assimilation de ces deux éléments fondamentaux. 

Mais il faut aussi savoir s’arrêter ! La surfertilisation est à son tour risquée pour les cultures : une concentration excessive de certains éléments entraîne des effets adverses sur le rendement en raison du développement d’une toxicité. Elle peut entraîner des difficultés d’absorption de l’eau par la plante, ou des modifications du pH du sol, qui peuvent avoir des effets néfastes sur la santé des plantes. Par ailleurs, il faut toujours trouver un équilibre entre la fertilisation et son impact économique et environnemental, autant de raisons d’identifier les besoins et de ne pas en faire trop. 

Les recommandations d’iZiLi en matière de fertilisation

Comme nous l’avons vu, plusieurs principes peuvent nous guider dans la définition des apports de fertilisants. La combinaison de tous les principes que nous avons analysés peut nous donner une vue d’ensemble et faciliter la définition des besoins et des limites minimales et maximales pour les différents éléments nutritifs. 

Voici quelques bonnes pratiques à garder toujours à l’esprit : 

• évaluez les besoins de la culture et de la parcelle, y compris à l’aide d’analyses chimiques et physiques du sol ; 
• vous pouvez organiser des échantillonnages et des analyses de sol avant la plantation de la culture et pendant la croissance des plantes afin de contrôler leurs besoins ; 
• profitez de tous les points de vue qu’offrent les règles de fertilisation, du point de vue chimique/physique au point de vue économique et environnemental ; 
• considérez les avantages économiques par rapport à l’investissement que vous devrez faire (la loi des accroissements moins que proportionnels peut vous aider à cet égard !) ; 
• choisissez la méthode d’application et la composition de l’engrais idéales pour votre culture au cours des différents stades du cycle végétal. 

➤ N’oubliez pas que le mot clé de la fertilisation est l’équilibre : ni trop, ni trop peu !  

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