Comprendre et éviter une faim d'azote

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Cycle de l'azote

Le phénomène de "faim d’azote" se manifeste par un affaiblissement des plantes, un retard de croissance et/ou une décoloration des feuilles. Il se produit quand le sol est trop riche en carbone comparativement à l’azote, ce qui peut être causé par certains apports de matière organique (paille ou BRF par exemple).


Qu’est ce que la faim d’azote ?

Mécanisme

La faim d’azote est causée par une concurrence entre les microorganismes du sol et les plantes pour l’azote inorganique.

Cet azote inorganique est produit par les microorganismes du sol (bactéries et champignons) à partir de l’azote organique contenu dans les résidus de culture et les déjections animales par exemple. Les plantes en ont besoin pour leur croissance et sont capables de l’assimiler sous forme de nitrates (NO3-) et dans une moindre mesure sous forme d’ammonium (NH4+).

Cependant, pour croître, se multiplier, et produire les enzymes nécessaires à la décomposition des molécules carbonées les microorganismes du sol consomment aussi l’azote inorganique. Dans le cas d'une culture de céréales à paille, ils utilisent en moyenne 4g d’azote pour 100g de carbone[1] . Donc si on apporte de la matière organique avec un ratio C/N (carbone/azote) très supérieur à 25/1, la multiplication des microorganismes est stimulée par la grande quantité de carbone, et ils vont prélever de l’azote dans le sol au lieu d’en libérer.

Il y a alors concurrence entre les microorganismes et les plantes pour l’azote inorganique, voire pénurie d’azote dans le sol, ce qui cause l’arrêt de la croissance des plantes et leur jaunissement. Il est aussi possible que tout l’azote du sol soit indisponible et dans ce cas le développement des bactéries s’arrête aussi.

Schéma de la faim d'azote (Agricarbone)


Cet appauvrissement du sol est temporaire car il ne s’agit que d’une immobilisation de l’azote dans les microorganismes. L’azote ne manque pas dans le sol mais il n'est pas disponible. Or, en respirant, les microorganismes rejettent du CO2 tout en conservant leur azote. Le ratio C/N finit donc par diminuer. De plus, lorsque toute la matière organique apportée est décomposée, une grande partie des microorganismes meurt et libère l’azote qu’ils avaient absorbé. Cependant, les enzymes libérées dans le sol par les bactéries pour digérer la matière organique peuvent rester actives même après la mort des bactéries.

La durée de l’indisponibilité de l’azote dépend des matériaux apportés, de leur profondeur d'enfouissement, du type de sol, de sa structure, du climat. Même si elle peut être de quelques jours à plusieurs années, beaucoup parlent d’une durée moyenne de 6 mois [2][3], qui pourrait s'expliquer par la demi-vie de la plupart des substances bactériennes qui est de 6 mois environ. Le facteur principal de la vitesse de minéralisation de l'azote est cependant l'albédo du sol qui détermine sa température. Sur une parcelle irriguée en été (donc humide et chaude), la faim d'azote ne dure pas plus de quinze jours.


Circonstances aggravantes

L’effet de faim d’azote est favorisé par les conditions défavorables à la minéralisation de la matière organique :

  • sol froid,
  • sol acide,
  • sol hydromorphe (excès d’eau).

Par exemple, en mars le sol est encore froid et sa microfaune n’est pas active. De la paille apportée à cette période ne sera pas décomposée et minéralisée et elle ralentira même le réchauffement du sol. La quantité d'azote disponible dans le sol pour la culture suivante sera donc réduite.

Le phénomène est aussi plus important si la matière organique est broyée et enfouie que si elle est simplement épandue sur le sol.


Effets

Ce  sont simplement ceux d’une carence en azote donc : arrêt ou ralentissement de la croissance, affaiblissement, feuilles jaunâtres à blanches.

Pour des plantes peu gourmandes, comme des laitues, des oignons, il n’y aura probablement pas d’effet sur la croissance de la culture. Pour des légumineuses les effets sont également réduits, mais moins clairs. Ces plantes ont surtout besoin de l'azote du sol après leur levée et avant la mise en place des nodosités permettant la fixation d'azote atmosphérique (qui a lieu à partir de 235 degrés jour[4] ). La présence de reliquats azotés dans le sol pendant cette période transitoire favorise la future mise en place des nodosités, mais un excédent (plus de 50kg/ha[4] ) la retarde.

Plant de pommes de terre souffrant de faim d'azote
Plant de pommes de terre souffrant de faim d'azote.


Comment éviter la faim d’azote ?

Il ne faut pas pour autant arrêter le paillis qui est très utile à la constitution de l’humus, conserve l'humidité du sol et limite le développement des adventices.

On peut plutôt fertiliser en deux temps :

  1. Apporter de la matière riche en carbone (paille, BRF) très en amont, à la fin de l'été après une culture d'hiver par exemple et laisser la flore de digestion transformer cette matière en humus.
  2. Apporter avant de semer au printemps de la biomasse tendre, au rapport C/N faible : foin vert riche en légumineuses, compost, etc. On peut également utiliser des engrais minéraux azotés comme starter ou un peu après le semis. Les matériaux comme la corne broyée, les tontes, feuilles d'ortie ou de consoude et déchets verts de cuisine, peuvent être utilisés en jardinage ou maraîchage mais sont difficilement envisageables sur des grandes surfaces à cause des quantités nécessaires et de leur coût élevé.

D'autres pistes sont :

  • Bien choisir la date du paillis/mulch et la date du semi, pour laisser le temps au microorganismes de décomposer les végétaux et de minéraliser l’azote avant le développement de la culture. Donc à l’automne quand les besoins des végétaux sont faibles, ou au printemps quand le sol est déjà bien réchauffé.
  • Choisir des amendements équilibrés en carbone et azote : C/N entre 15 et 35, idéalement égal à 25 (cf “Rapport C/N de quelques amendements”). Les composts ou fumiers mûrs sont utiles dans ce cas, cependant il ne faut pas oublier que "maturation" signifie émissions de CO2 et de méthane, et donc autant de carbone perdu dans l'atmosphère alors qu'il aurait été très bénéfique sous forme d'humus.
  • Déposer les résidus végétaux sur le sol sans les enfouir permet une assimilation plus lente et plus étalée du carbone, et réduit le risque de faim d’azote, même avec du BRF ou de la paille fraîche. On peut éventuellement les intégrer au sol sur 2 ou 3 cm à condition de bien aérer.
  • Favoriser l'activité des bactéries fixatrices d'azote en veillant à une teneur suffisante en soufre et en oligoéléments dans le sol.
  • Favoriser la vie du sol dans l'ensemble, et notamment les champignons. Ceux ci digèrent la matière organique grossière et abaissent son rapport C/N au passage et la rendent disponible pour les vers de terre et le reste de la macrofaune. Ils accomplissent donc la première étape de la décomposition. Une partie des bactéries du sol remplit aussi ce rôle, mais les champignons on la particularité d'être beaucoup plus économes en azote et donc ils ne créent pas de faim d'azote. Ces champignons se développent bien sur les résidus végétaux un peu humides et bien oxygénés.


Rapports C/N de quelques amendements [5]

Produit Rapport C/N
Urine 0,7
Jus d'écoulement du fumier 1,9 - 3,1
Déchets d'abattoir mélangés 2
Sang 2
Matières végétales vertes 7
Humus, terre noire 10
Compost de fumier après

huit mois de fermentation

10
Gazon 10
Consoude 10
Fientes de volailles 10
Déjections d'animaux domestiques 15
Compost de fumier mûr,

4 mois, sans adjonction de terre

15
Fumier de ferme après

3 mois de stockage

15
Fanes de légumineuses 15
Luzerne 16 - 20
Fumier frais pauvre en paille 20
Déchets de cuisine 10-25
Fanes de pommes de terre 25
Compost urbain 34
Aiguilles de pin 30
Fumier de ferme frais avec

apport de paille abondant

30
Tourbe noire 30
Feuilles d'arbre (à la chute) 20-60
Déchets verts de plantes 20-60
Tourbe blonde 50
Paille de céréales 50 - 150
Paille d'avoine 50
Paille de seigle 65
Bois raméal fragmenté

(branches broyées)

(selon le type de bois et

de diamètre broyé)

60 - 150
Écorce 100-150
Paille de blé 150
Papier 150
Sciure de bois décomposée 200
Sciure de bois feuillus

(jeunes feuilles) (moyenne)

150 - 500

A noter :

  • D’après la Chambre d'Agriculture des Pyrénées orientales, le fumier de cheval provoquerait systématiquement une faim d’azote pendant la première année après épandage[6], peut être parce qu’il contient souvent beaucoup de paille. Il n’y a cependant pas assez d’études sur le sujet.
  • Composter les matériaux trop riches en carbone avant de les épandre a pour effet d’abaisser leur rapport C/N.


Exemple d'utilisation en maraîchage : On mélange 2 brouettes de gazon (C/N = 10) avec 1 brouette de branches broyées (C/N = 70) : Rapport moyen (Rm)= (2 * 10 + 1 * 70)/3 = 90/3=30

ATTENTION : ce calcul n'est valable que si le taux de matière sèche (pourcentage de matière n’étant pas de l’eau) est similaire pour les déchets considérés. Si ce n'est pas le cas, la pondération doit se faire en base à la matière sèche.

Pour généraliser :

Rm = (n1*R1 + n2*R2 + n3*R3)/(n1+ n2 + n3)

Avec Rm le rapport moyen, n1 et n2 les quantités respectives de composants et R1 et R2 les rapports C/N de ces composants.


Comment corriger la faim d’azote ?

S’il est trop tard pour les mesures préventives, il est possible de corriger la faim d’azote avec des engrais azotés rapidement assimilables.

Sur de très petites surfaces ou en potager, on peut envisager l'utilisation d'engrais organiques (plus chers) :

  • feuille d'ortie ou de consoude
  • corne séchée
  • tourteau de ricin
  • guano


Faut-il corriger la faim d’azote ?

Si votre objectif est d’enrichir le sol en azote pour votre prochaine culture, évitez les apports de matière organique trop riche en carbone, comme dit plus haut. Mais l’apport de matière riche en carbone permet entre autres d’améliorer le taux d’humus, sa stabilité et la structure du sol. Tout dépend donc de vos besoins et de vos objectifs.

Par ailleurs, dans la conférence Azote à volonté - faim d'azote et bactéries fixatrices d'azote, François Mulet estime que l’apport en très grande quantité de BRF pendant plusieurs années a provoqué la fixation de milliers d’unités d’azote dans ses sols sur le long terme. Cela a aussi causé une faim d’azote de 5 à 6 mois au début, mais finalement ça a selon lui été très bénéfique pour la fertilité de ses sols.



Sources

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