Qu’est-ce que la fertilisation azotée?
La fertilisation azotée consiste à apporter à la terre des composés azotés, principalement sous formes d’ammonium (NH4), de nitrate (NO3) et d’urée (CO(NH2)2), afin de fournir aux plantes l’azote nécessaire à leur croissance. L’azote est un élément essentiel à la synthèse des protéines et à la chlorophylle, indispensable à la photosynthèse.
Origines de la fertilisation azotée
Avant le 19ème siècle
Historiquement, l’azote était apporté au sol sous forme organique (fumier, engrais vert enfouis), par la rotation des cultures avec légumineuses et par la jachère.
Cependant, ces méthodes étaient limitées en termes d’efficacité et les rendements stagnaient.
A partir du milieu du 19ème siècle des engrais ont commencé à être importés en Europe en provenance d’Amérique du sud.
Le nitrate de sodium du Chili est exploité depuis 1804 dans le désert d’Atacama situé initialement dans 3 pays : Chili, Pérou et Bolivie. Il contient de 1 à 5 % de N. Il est extrait par lixiviation à l’eau chaude. Après la guerre du salpêtre (1879-1884), le Chili a annexé le gisement.
Le guano, formé par les déjections d’oiseaux, s’est accumulé (jusqu’à 60 m d’épaisseur) par exemple sur un ensemble d’îles au large des côtes péruviennes. Sa teneur est de 14 % de N et 14 % de P2O5.
Au milieu du 19éme des engrais de synthèses on fait leurs apparitions.
Le sulfate d’ammonium était initialement produit lors de la fabrication du gaz manufacturé (ou gaz à l’eau) utilisé comme gaz de ville ou d’éclairage. Ce gaz contient de 0,7 à 1,5 % d’ammoniac qui est précipitée en sulfate d’ammonium. Actuellement, il est récupéré lors de l’élaboration du coke.
La cyanamide calcique est fabriquée par réaction du carbure de calcium avec le diazote de l’air, vers 1100°C, selon l’équation suivante : CaC2 + N2 = Ca(CN)2 + C
Depuis le début le début du 20éme siècle et la découverte du procédé Haber Bosch (1909-1913) l’industrie a développé une production d’engrais à partir de l’ammoniac.
Evolution de la production d’engrais azotés au cours des 19 et 20ème siècle.
Productions et échange dans le monde
Principaux pays Producteurs : en 2020 sur une production mondiale de 123,1 millions de t de N.
La production de l’Union européenne, en 2020, est de 11,106 millions de t de N.
Principaux pays exportateurs : en 2020, sur un total de 47,7 millions de t de N
Situation française en 2020 (source FAO)
- Consommation : 2078 milliers t de N
- Importation : 1888 milliers de t de N
- production : 512 milliers de t de N (en 2019)
La France, malgré quelques exportations vers nos voisins, est très largement importateur d’engrais azoté notamment de Russie ce qui contribue au déficit de notre balance commerciale.
Impact et intérêt de la fertilisation azotée
L’introduction des engrais azotés a permis de multiplier les rendements, soutenant la croissance démographique mondiale et prévenant des crises de famine.
Avec les engrais chimiques, il n’est plus nécessaire de faire de la jachère pour laisser reposer le sol entre deux cultures pour reconstituer naturellement les nutriments du sol, ce qui optimise l’utilisation des terres cultivables.
Enjeux environnementaux
L’usage intensif d’engrais azotés peu avoir des conséquences environnementales significatives. Le ruissellement de ces engrais entraîne l’eutrophisation des cours d’eau. Un apport supérieur à la consommation de la culture (accident de culture ou mauvais calcul des besoins de la plante) peut induire une lixiviation vers les eaux souterraines.
De plus, le procédé Haber-Bosch est énergivore et émetteur de CO2, contribuant au réchauffement climatique.
Coût et accessibilité pour les agriculteurs
Du point de vue des agriculteurs, bien que les engrais azotés soient essentiels, leur coût peut être prohibitif, surtout avec les fluctuations des prix du gaz naturel (crise ukrainienne en 2022). De plus, la dépendance à l’égard des pays fournisseurs d’engrais et les incertitudes du marché peuvent poser des risques économiques significatifs.
Conclusion
En résumé, la fertilisation azotée est indispensable à l’agriculture moderne pour permettre l’alimentation de la population mondiale.
Toutefois, elle présente des défis environnementaux et économiques qui nécessitent une gestion précise et innovante. Les agriculteurs, en première ligne, doivent adapter leurs pratiques pour une agriculture à la fois productive et durable.
