Comment estimer les valeurs fertilisantes des produits organiques ?

Les produits résiduaires organiques (PRO) contiennent des quantités importantes d’azote, de phosphore et de potassium.

Le potassium des PRO se trouve dans les urines et les litières. Sa solubilité est analogue à celle des engrais potassiques. Il est donc rapidement et en totalité disponible pour les cultures.

Le phosphore se trouve en majorité sous des formes minérales plus ou moins solubles, mais aussi sous des formes organiques très diverses, comme les phospholipides et les phytates. Elles doivent être minéralisées pour que le phosphore puisse être utilisé par les plantes. Les expérimentations menées par l’INRA de Bordeaux de 1998 à 2000 sur plus de 70 produits organiques montrent que la disponibilité à court terme du phosphore des PRO est au moins égale à 50 % de celle du superphosphate. A long terme, la disponibilité du phosphore des PRO serait identique ou supérieure à celle des minéraux solubles.

Quant à la mise à disposition de l’azote des PRO, elle est très variable selon la part d’azote minéral et les formes d'azote organique qu’ils contiennent. La part d’azote minéral se présente essentiellement sous forme ammoniacale, elle est immédiatement disponible pour les plantes, alors que l’azote organique doit être au préalable minéralisé. Pour tous les PRO, on distingue une phase de minéralisation plus rapide de l’azote organique au cours des 12 mois suivant l’apport, en lien avec une fraction organique plus facilement dégradable par l’activité biologique du sol, et une phase de minéralisation plus lente, à une vitesse de même ordre de grandeur que celle de la matière organique du sol. L’effet azote du PRO sur la culture réceptrice est donc lié à la fraction d’azote minéral qu'il contient, et à la part de l’azote organique minéralisée au cours du cycle cultural.

Une vitesse de minéralisation de l’azote très variable entre PRO

Plusieurs comportements sont distingués quant à la phase de minéralisation plus rapide de l’azote organique :

• Pour les PRO type fientes ou fumiers de volailles ou vinasses, l'azote organique se minéralise rapidement : 30 à 80 % de l’azote organique apporté est minéralisé au cours des premiers mois voire des premières semaines. Ces produits doivent donc être apportés peu de temps avant les périodes d’absorption des cultures.
• Les PRO type fumiers de bovins ont un rythme de minéralisation intermédiaire : entre 20 et 40 % de l’azote organique apporté se minéralise progressivement au cours de la campagne suivant l’apport.
• Les PRO type composts de déchets verts ou de fumiers de bovins qui ont subi une phase de maturation longue (> 12 mois) se minéralisent très lentement : seul 5 à 10 % de leur azote organique est libéré au cours de la première année. Ces produits sont principalement utilisés pour entretenir le stock de carbone organique du sol et non comme fertilisants azotés.

Calculer les valeurs fertilisantes des PRO

Pour établir un plan de fumure intégrant l’épandage des PRO, il est indispensable de connaître leurs valeurs fertilisantes. Celles-ci reposent sur leur composition (teneurs en azote, en phosphore, en potassium) et des coefficients d’équivalence engrais minéral (Keq).  

Des valeurs moyennes de composition des principaux types de PRO ont été mises à jour en 2019 (tableau 1). Pour être le plus précis possible, il convient de réaliser des analyses des produits organiques au plus proche de la date d’épandage pour prendre en compte les éventuelles transformations au stockage.

Pour chaque élément fertilisant, le Keq exprime l’efficacité de l’engrais organique par rapport à un engrais minéral de référence tel que l’ammonitrate (tableau 2), le superphosphate (tableau 3) ou chlorure de potassium. Il est d’autant plus élevé que le PRO contient de l’azote minéral et de l’azote organique rapidement minéralisable. Le Keq dépend aussi de la culture réceptrice, de la période d’apport et de l’enfouissement ou non du produit.

En pratique, il faut multiplier la teneur en élément fertilisant contenue dans le PRO par le Keq correspondant.

Par exemple, pour l'azote : Effet fertilisant azoté de l'apport = KeqN*teneur en Ntotal (en kg/t ou m³ de produit brut)*dose de produit (en t ou m³/ha).

Tableau 1 : Valeurs repères de composition des principaux fertilisants organiques

Source : ARVALIS, IFIP, IDELE, ITAVI 2019

Tableau 2 : Moyennes et écarts-types des coefficients d’équivalence ammonitrate des produits étudiés sur 25 essais

Le coefficient d’équivalence pour le potassium est égal à 1 quel que soit le type de produit.

Des références de KeqN sont disponibles dans la plupart des arrêtés GREN régionaux. Le COMIFER a également mis à disposition des tables de KeqN pour les produits organiques.

Pour le calcul de la fertilisation phosphatée de la culture réceptrice, le Keq n’est à prendre en compte que dans le cas où l’apport de phosphore est nécessaire, c'est-à-dire lorsque la teneur en P2O5 de l’analyse de terre la plus récente de la parcelle est inférieure au seuil T_impasse. Cette teneur est définie dans la méthode COMIFER. Au-dessus de cette valeur, pour laquelle l'absence de fumure sur la culture en place n’entraine pas de chute de rendement économiquement significative, la prise en compte des Keq pour le phosphore est inutile. Après un an de présence dans le sol, le phosphore des matières organiques a le même effet sur l'enrichissement du sol que les engrais phosphatés solubles dans l'eau. Il contribue, quelle que soit la teneur du sol, à l'accroissement ou l'entretien à moyen terme de la biodisponibilité du phosphore et doit être pris en compte dans le bilan de fertilisation.

Tableau 3 : Coefficient d'équivalence superphosphate des produits organiques pour l'année de l'apport

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