Valoriser l’azote organique des sols et des effluents

L’azote du sol est présent sous trois formes : organique, ammoniacale et nitrique. La valorisation optimale de l’azote organique présent dans les effluents ou apporté par les légumineuses permet a l’agriculteur de diminuer son coût à l’unité d’azote.

D’où vient l’azote organique ?

L’azote organique peut-être d’origine végétale ou animale et venir de différentes sources ou produits. Les sources d’azote organique :

Le sol contient d’importantes quantités d’azote organique, provenant directement des activités de surface (résidus de culture, animaux) ou inclus dans la biomasse tellurique (micro-organismes, vers de terre…) ou stockées dans les macromolécules de l’humus.

L’azote organique représente 95 % de l’azote du sol. C’est un ensemble hétérogène dont la formation et la dégradation sont extrêmement dépendantes des facteurs pédoclimatiques du moment.

La teneur des matières organiques fraîches (organismes morts et résidus de cultures) ont des teneurs en azote organique très variables (0.3 et 15 %).

L’azote organique provenant des micro-organismes et leur activité se trouve essentiellement sous forme protéique ou d’acides aminés (bactéries, champignons, lombrics…). Les micro-organismes du sol représentent 4 à 10 % de l’azote du sol.

Les effluents d’élevage, effluents Agro industriel (vinasses de sucreries de betterave…) et effluents urbains (boues de station d’épuration, composts…) peuvent contenir entre 2 et 20 % d’azote organique en fonction de leur origine. Ces coproduits sont regroupés dans la catégorie des produits résiduaires organiques (PRO) et compte tenu de leur diversité d’origine et de composition une analyse est indispensable pour estimer leur valeur en azote organique et minérale.

L’azote organique est aussi apportée au sol par les légumineuses qui ont la capacité de fixer l’azote de l’air et de le transformer en azote. Il existe plusieurs façons de les introduire dans les rotations. La plus connue et la plus simple consiste à les implanter en tant que culture principale et de jouer sur leurs effets précédents. Elles peuvent également être introduites sous forme de cultures intermédiaires pendant l’Inter culture en espérant qu’elles restituent à la culture suivante une bonne partie de l’azote qu’ils ont accumulé via  leurs nodosités fixatrices de l’azote de l’air.

Quelles sont les intérêts de l’azote organique des effluents d’élevage?

L’azote organique de par son action lente et progressive a un intérêt par rapport à une nutrition adaptée aux besoins des plantes tout au long de leur cycle végétatif. Cette action progressive de l’azote organique permet de limiter le lessivage et donc les pertes au niveau de l’environnement. Cependant l’azote organique est plus compliquée à gérer que l’azote minéral qui lui est directement disponible pour les plantes. L’azote organique associé à des résidus végétaux revêt un intérêt particulier de par l’apport simultané d’azote et de carbone (cellulose et lignine) qui permet à la fois de nourrir et d’activer les micro-organismes et d’enrichir le sol en humus. Un produit organique sera d’autant plus intéressant qu’il aura un rapport C/N ni trop élevé ni trop bas et autour de 15 qui sera la garantie d’une rapidité d’action. Un autre critère important sera sa teneur en matière sèche et son taux de matière organique. Les fumiers et autres engrais de ferme sont riches en eau (50 à 80 %), nécessitent des apports massifs (30 T /ha) alors que les composts plus secs (40 à 60 %) pourront s’appliquer à 20 T/ha pour un effet au moins similaire.

       L’utilisation des engrais de ferme (fumier, lisier, fiente…), dans le cadre d’une fertilisation raisonnée, nécessite en premier lieu de connaître leur valeur ajoutée. L’azote est l’élément qui aura l’impact le plus direct sur la culture et il convient donc d’éviter le manque comme l’excès.

Seulement une partie de l’azote organique contenu dans les fumiers est minéralisée dans l’année (20%), les 80 % restants sont minéralisés les années suivantes. On considère que le taux de minéralisation de cette matière organique dite Labile est de 5 à 10 % par an alors qu’il n’est que de un à 2 % pour la matière organique stable du sol résultant d’une humification à plus long terme. Ces fournitures correspondent à l’arrière effet qui est indépendant de l’apport de l’année mais liée aussi à l’historique de la parcelle c’est-à-dire aux apports des années précédentes. Cet arrière effet de l’azote organique se produit tous les ans, même en année sans apport.

cycle azote

L’azote organique des légumineuses

    Les associations de culture sont utilisées depuis l’aube de l’agriculture mais elles ont progressivement disparu avec l’intensification des Agrosystème, durant le XXe siècle, au profit de système fondé sur des peuplements cultivés mono spécifiques. Ces systèmes sont actuellement remis en cause avec l’émergence des préoccupations d’économie d’intrants, la nécessité d’améliorer l’efficience des facteurs de production et de préserver l’environnement et la biodiversité.

Les légumineuses assimilent l’azote de l’air et le transforment en azote organique, elles n’ont donc pas besoin d’apport d’azote minéral. Leur association avec une culture (colza, céréales, graminées, prairie…) permet un transfert de l’azote qu’elles ont fixé à la culture associée. En effet, les légumineuses apportent au sol des composés organiques riche en azote tout au long de leur cycle par leurs racines. On peut supposer qu’une partie de cet azote peut être transféré à la culture après minéralisation par les micro-organismes du sol. L’enchevêtrement des racines est nécessaire pour favoriser les transferts d’azote entre la légumineuse et la culture. En effet, les transferts sont négligeables lorsque les racines sont séparées par des entre rangs importants. La complémentarité des espèces est d’autant plus forte que le milieu est pauvre en azote. Cette meilleure utilisation globale de l’azote contribue aussi à la réduction de la lixiviation et limite la disponibilité en azote pour la croissance des adventices. Lorsqu’une culture et une légumineuse ont leurs racines entremêlées, les communautés microbiennes rhizosphériques de cette association peuvent être différentes de celles trouvées en mono culture, avec des conséquences sur les transferts de nutriments entre les deux espèces végétales.

Les agriculteurs sont intéressés par les cultures associées pour plusieurs raisons :

  1. Diversité des assolements et l’allongement des rotations avec introduction d’un maximum de légumineuses réduit les intrants de base et augmente la fertilité des sols.
  2. Les associations sont un moyen pour diminuer la pression des maladies et des ravageurs.

Il existe cependant des freins au développement des cultures associées dans les exploitations par la difficulté de trouver des variétés adaptées pour les espèces associées, les problématiques de désherbage, les dates optimales de semi et de récolte.