Fourniture d'azote par la matière organique du sol

Un sol de grandes cultures qui a par exemple 3 % d’humus contient 5000 kg d’azote organique. Cet azote est essentiellement constitué de protéines intégrées aux substances qui composent l’humus. Chaque année, environ 2 à 3 % de cet énorme pool d’azote est minéralisé. La quantité exacte qui est minéralisée et le moment exact de cette minéralisation peuvent fortement varier en fonction du climat et du sol (température, aération du sol, humidité du sol, pH, travail du sol, …).

Objectif

Maintenir les processus d’humification et de minéralisation de la matière organique à un haut niveau; éviter la production de trop grandes quantités d’azote.

Important à savoir

Jusqu’à 60 % de l’azote absorbé par nos plantes cultivées provient de la matière organique du sol et non pas des engrais organiques épandus. L’humus de nos sols cultivés est donc le pool le plus important d’azote qui est à disposition de l’agriculteur.
Il faut donc se demander comment cette offre en éléments nutritifs peut être utilisée efficacement sans provoquer de pertes d’humus. Pour cela, il faut pratiquer l’art de nourrir correctement les microorganismes du sol, car ce sont eux qui transforment en humus les engrais organiques épandus et libèrent (ou "minéralisent") chaque année une partie de l’azote et des autres éléments nutritifs contenus dans l’humus.
Des mesures culturales telles que le travail du sol ou l’incorporation de jeunes engrais verts peuvent faire démarrer la minéralisation.
Outre l’apport de carbone, c’est également l’apport de protéines, par exemple sous forme de fumier de bovins, qui contribue à une augmentation du taux d’humus dans le sol, étant donné que l’humus contient beaucoup de protéines.

Comment se comporte la matière organique dans différents sols et à différentes températures?

La vitesse à laquelle l’azote contenu dans la matière organique du sol est libéré dépend du type de sol et de la température :

Proportion de sable	Une proportion élevée de sable induit une minéralisation rapide, car l'air circule très intensivement dans un tel sol.
Proportion de silt	Dans le silt, il y a des pores plus petites que dans le sable, mais plus grosses que dans l'argile. Le silt est donc optimal pour la circulation de l'air, le stockage de l'eau et la restitution de l'eau stockée aux plantes.
Proportion d'argile	Les nombreuses pores fines de l'argile ne permettent pas une circulation intensive de l'air dans le sol. Les sols argileux peuvent donc manquer assez souvent d'air, ce qui freine la capacité des microorganismes du sol à minéraliser les éléments nutritifs.
Précipitations	Outre l'air (qui est important pour la respiration des microorganismes du sol et pour le transport de la chaleur dans le sol), il faut de l'eau pour favoriser les processus d'humification et de minéralisation dans le sol.
Température	Des sols plutôt froids ont tendance à contenir davantage d'humus, alors que pour des sols plutôt chauds c'est le contraire.
Intensité de travail du sol	Un travail du sol intensif apporte en règle générale de l'air dans le sol et stimule ainsi les êtres vivants du sol. Les cultures sarclées provoquent une diminution importante du taux d'humus.

(Source: Bioland, 2009)

Régions plutôt fraiches

Dans les régions caractérisées par une température moyenne annuelle de moins de 8 °C, les sols tendent à amasser la matière organique. Les microorganismes n’y sont pas aussi actifs que dans des régions plutôt chaudes. En plus, si on a affaire à des sols plutôt légers, ayant une forte proportion de sable, il y a un danger de lessivage de l’azote en automne.
Sur de tels sols, la qualité et le rapport C:N des engrais organiques épandus est décisive : idéalement il faut y épandre des engrais ayant une digestibilité élevée (c’est-à-dire contenant peu de carbone et beaucoup d’azote, ce qui donne un rapport C:N faible), par exemple le lisier.

Régions plutôt chaudes

Les fermes bio qui se trouvent dans des régions à température annuelle moyenne nettement plus élevée que 8 °C, et qui auraient de surcroit une proportion élevée de cultures sarclées et peu de prairies temporaires dans la rotation culturale, risquent d’avoir à la longue une diminution du taux d’humus de leurs sols, si elles ne se préoccupent pas d’apporter suffisamment de matière organique. Voici les mesures qu’il est possible de prendre dans de telle situations : laisser la paille sur les champs, apporter des matières organiques avec un rapport C:N élevé comme par exemple du fumier paillu ou du compost, et pratiquer le travail réduit du sol.

Rapport C:N des engrais organiques épandus

Ces engrais organiques se décomposent spécialement facilement s’ils ont un rapport C:N inférieur à 15:1. Pour comparaison, l’humus de la plupart des sols de cultures a un rapport C:N de 10:1.
Les microorganismes décomposent la matière organique et se multiplient. Pour cela, ils ont besoin de substrat riche en énergie, ainsi que d’azote en tant que substance de base pour la synthèse des protéines. Sans azote, la population des microorganismes ne s’accroit plus. Donc la teneur en azote des engrais organiques épandus limite la rapidité de transformation des matières organiques dans le sol. Si cette matière organique a un rapport C:N plus élevé que celui de l’humus du sol (10:1), les microorganismes prélèvent de l’azote du sol pour leurs besoins. A l’inverse, l’épandage d’un engrais ayant un rapport C:N inférieur à 10 :1 provoque une minéralisation du carbone contenu dans l’humus et donc une diminution du taux d’humus dans le sol.

Avec des engrais organiques dont le rapport C:N est situé entre 10:1 et 15:1, aussi bien la fertilité du sol que le taux d’humus des sols ont tendance à s’améliorer et la qualité de l’humus formé sera bonne.