Que deviennent les engrais dans le sol?
Quand un engrais est apporté au sol, il subit des transformations chimiques et biologiques qui finissent par libérer dans la solution du sol (une certaine humidité du sol est nécessaire), selon sa composition, l’azote sous forme de NO3– et/ou NH4+, le phosphore sous forme de H2PO4– ou HPO42- et le potassium sous forme de K+. Ces éléments nutritifs peuvent soit être absorbés par les racines des plantes, soit s’accumuler dans le sol soit perdus par différents processus. La compréhension de ces transformations permet de faire le choix judicieux de l’engrais à utiliser, comme nous allons le voir par la suite. Nous allons présenter brièvement les réactions que subissent les engrais simples les plus utilisés au Maroc après leur apport au sol. Les réactions que les engrais composés subissent dans le sol peuvent être déduites à partir de leur composition.
Engrais azotés
Apportés au sol, et en présence d’une certaine humidité du sol, les trois principaux engrais azotés subissent les réactions suivantes:
Ammonitrate: NH4NO3——- NH4+ + NO3–
Sulfate d’ammoniaque: (NH4)2SO4——- 2NH4+ + SO42-
Urée: CO(NH2)2+H2O—— H2NCOONH4——— 2NH3(gaz)+CO2(gaz) et NH3(gaz) + H2O——- NH4+ +OH-
L’ammonitrate et le sulfate d’ammoniaque produisent du nitrate et de l’ammonium. Les nitrates sont immédiatement absorbés par les plantes en cas de besoin, sinon ils peuvent être entraînés en profondeur par les pluies ou l’eau d’irrigation, puisque leur charge électrique négative ne leur permet pas d’être retenus par les colloïdes du sol. Les nitrates du sol peuvent aussi être perdus sous forme de gaz d’oxydes d’azote (NO, NO2, …) par dénitrification, en cas d’excès d’eau.
Les ions ammonium peuvent être soit absorbés, mais à moindre degré que les nitrates par les plantes, soit transformés en nitrates par la nitrification, soit fixés par les charges électriques négatives des colloïdes du sol. Sous certaines conditions, l’ammonium peut se transformer en ammoniac et se volatiliser.
La nature organique de l’urée fait que sa transformation nécessite l’intervention d’une enzyme, capable de briser les liaisons C-O. Celle-ci est fournie par une large gamme de microorganismes présents dans le sol. L’azote est d’abord libéré sous forme d’ammoniac (NH3), qui peut soit se volatiliser sous forme de gaz soit dissous dans l’eau du sol, pour donner de l’ammonium qui va suivre les mêmes étapes que l’ammonium libéré par le sulfate d’ammonium ou l’ammonitrate.
Les pertes de l’ammonium sous forme d’ammoniac (NH3) dans le cas du sulfate d’ammoniaque, et à moindre degré dans le cas de l’ammonitrate et de l’ammoniac provenant de l’urée, peuvent être importantes:
– sur des sols basiques et surtout calcaires, cas de la majorité des sols du Maroc,
– quand l’apport est fait sous des températures élevées, cas des apports de couverture printaniers,
– des humidités de sol très faibles, cas du bour,
– des conditions ventées.
Les engrais phosphatés
Les engrais phosphatés apportés au sol libèrent le phosphore sous forme de H2PO4– ou HPO42-, selon le pH du sol. Une partie de ces anions sont absorbés par les racines. Une autre partie va réagir avec des cations tels que le calcium en sol basique (cas de la quasi-totalité des sols marocains), et le fer et l’aluminium en sol acide pour former des minéraux qui sont peu solubles et donc moins disponibles pour les plantes. Ces réactions sont à l’origine de la très faible mobilité du phosphore dans le sol. Ainsi, pour améliorer l’efficacité des engrais phosphatés, ils doivent être bien répartis dans le sol afin d’augmenter les chances de contact avec les racines.
Les engrais potassiques
Dans le sol, les engrais potassiques libèrent du K+ qui peut être absorbé par les plantes en cas de besoin ou fixé par les colloïdes du sol et devient ainsi stocké pour une utilisation ultérieure. Il peut aussi être transporté en profondeur du sol en cas d’apports de doses élevées de potassium sur un sol sableux.