Karamö, le prof virtuelLeçon 16 sur 18
Les engrais organiques
Je sais citer les principaux engrais organiques, expliquer comment leurs éléments deviennent disponibles pour la plante, fabriquer un bon compost et calculer ce qu'apporte une fumure organique.
- 1 h
- 5 exercices corrigés
- 3 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Définir un engrais organique et citer les principaux types (fumier, fientes, compost, engrais verts, tourteaux)
- Expliquer la minéralisation de la matière organique et le cycle de l'azote
- Décrire les étapes et les conditions d'un bon compostage (rapport C/N, humidité, aération)
- Comparer avantages et limites des engrais organiques et faire des calculs d'apports
Avant de commencer : La leçon « Les engrais » (éléments majeurs, formule N-P-K, calcul des apports).
1Je découvre
À Labé, la grand-mère de Mariama ne jette jamais les bouses des vaches qui passent la nuit dans l'enclos. Elle les mélange avec les restes de paille et les épluchures de cuisine, en tas, au fond de la cour. Quelques mois plus tard, le tas est devenu une terre sombre et friable, qui sent le sous-bois. Elle l'étale sur son jardin de pommes de terre et d'oignons : « Avec ça, pas besoin d'acheter beaucoup d'engrais. »
Mariama, élève de 12e SE, se demande comment des bouses et des épluchures peuvent nourrir une plante, alors que les racines n'absorbent que des ions dissous dans l'eau du sol. Elle se demande aussi pourquoi il faut attendre plusieurs mois avant d'utiliser le tas.
Qu'est-ce qu'un engrais organique, comment ses éléments nutritifs arrivent-ils jusqu'à la plante, et comment bien le préparer ?
2Je comprends
1. Définition
Un engrais organique est une matière d'origine végétale ou animale qui apporte au sol des éléments nutritifs (N, P, K, Ca, Mg, oligo-éléments) sous forme de molécules organiques (protéines, cellulose, etc.). La plante ne peut pas les absorber directement : il faut d'abord que les micro-organismes du sol (bactéries, champignons) décomposent ces molécules et libèrent des ions minéraux.
2. Les principaux engrais organiques
| Engrais | Origine | Remarque |
|---|---|---|
| Fumier | déjections animales (bovins, ovins, caprins) mélangées à la litière (paille) | le plus répandu ; améliore beaucoup le sol |
| Fientes de volaille | élevages de poulets | plus riches en azote que le fumier ; à composter avant usage |
| Lisier | déjections liquides | à épandre avec précaution (odeur, pollution de l'eau) |
| Compost | résidus végétaux, déchets de cuisine, fumier, décomposés en tas | produit stable et sans odeur |
| Engrais verts | plantes cultivées puis enfouies (souvent des légumineuses) | enrichissent le sol en azote et en matière organique |
| Tourteaux | résidus de graines après extraction de l'huile (arachide, palmiste, coton) | riches en azote |
| Farines animales | poudre d'os, sang séché, arêtes de poisson | la poudre d'os est riche en phosphore et calcium |
Remarque : les cendres de bois ou de résidus de récolte sont d'origine végétale mais ne contiennent plus de matière organique : ce sont des matières minérales, riches en potassium et en calcium.
3. La minéralisation et le cycle de l'azote
Dans le sol, les micro-organismes décomposent la matière organique en deux produits :
- l'humus, matière organique brune et stable, qui améliore le sol ;
- des ions minéraux assimilables par les plantes : c'est la minéralisation.
Pour l'azote, cela se fait en deux étapes :
- l'ammonification : l'azote des protéines devient de l'ion ammonium NH4^+ ;
- la nitrification : des bactéries du sol oxydent l'ion ammonium en ion nitrate NO3^-, forme que la plupart des plantes absorbent le mieux. Bilan : NH4^+ + 2 O2 → NO3^- + 2 H^+ + H2O.
Les plantes de la famille des légumineuses (arachide, niébé, haricot, soja) portent sur leurs racines des nodosités où vivent des bactéries (rhizobiums) capables de fixer le diazote de l'air N2. C'est pourquoi on alterne souvent céréales et légumineuses sur une même parcelle (rotation des cultures).
4. Faire un bon compost
Le compostage est une décomposition contrôlée, en présence d'air, d'un mélange de matières organiques. Pour réussir, il faut équilibrer :
- les matières riches en carbone (« matières brunes ») : paille, feuilles sèches, tiges de maïs ou de mil, sciure ;
- les matières riches en azote (« matières vertes ») : fumier, fientes, herbes fraîches, épluchures.
On mesure cet équilibre par le rapport C/N (masse de carbone divisée par la masse d'azote). Un mélange de départ autour de 25 à 30 se décompose bien. Trop de carbone (C/N élevé) : la décomposition est très lente. Trop d'azote (C/N faible) : l'azote se perd sous forme d'ammoniac, qui sent mauvais.
- 1Je choisis un endroit ombragé, près d'un point d'eau, et je creuse une fosse peu profonde ou je prépare un emplacement plat.
- 2J'empile en couches alternées les matières brunes (paille, tiges) et les matières vertes (fumier, épluchures).
- 3J'arrose chaque couche : le tas doit être humide comme une éponge essorée, jamais détrempé.
- 4Le tas chauffe fortement au cœur : les micro-organismes travaillent et détruisent graines d'adventices et germes.
- 5Je retourne le tas toutes les deux à trois semaines pour l'aérer et je l'arrose si besoin.
- 6Après quelques mois, le compost est mûr : brun foncé, friable, avec une odeur de sous-bois.
Exemple
On mélange 100 kg de paille (40 % de carbone et 0,5 % d'azote) et 100 kg de fientes de volaille (30 % de carbone et 3 % d'azote). Calculer le rapport C/N de chaque matière, puis du mélange.
Paille : C = 40 kg, N = 0,5 kg ; C/N = 40/0,5 = 80 (trop riche en carbone seule).
Fientes : C = 30 kg, N = 3 kg ; C/N = 30/3 = 10 (trop riche en azote seule).
Mélange : C = 40 + 30 = 70 kg ; N = 0,5 + 3 = 3,5 kg ; C/N = 70/3,5 = 20.
Le mélange est beaucoup plus équilibré ; on peut ajouter un peu de paille pour s'approcher de 25 à 30.
5. Avantages et limites
- Améliorent la structure du sol et sa réserve d'eau
- Nourrissent la vie du sol (vers de terre, microbes)
- Libèrent les éléments lentement, peu de lessivage
- Produits sur place, peu coûteux, recyclent les déchets
- Réduisent l'acidité et l'érosion des sols
- Faibles teneurs en N, P, K
- Composition variable, difficile à doser
- Action lente : pas de réponse rapide à une carence
- Volumineux, lourds à transporter et à épandre
- Non compostés : graines d'adventices, germes, odeurs
La meilleure pratique associe souvent les deux : de la matière organique pour « nourrir le sol » et un complément minéral pour répondre aux besoins précis de la culture (leçon sur les engrais organo-minéraux).
Exemple
Un paysan épand 10 t de fumier contenant 0,5 % d'azote. Quelle masse d'azote apporte-t-il ? À quelle masse d'urée (46 % N) cela correspond-il ?
m(N) = 10 000 × 0,5/100 = 50 kg.
m(urée) = 50 × 100/46 ≈ 109 kg.
Il faut donc 10 tonnes de fumier pour apporter autant d'azote qu'environ 2 sacs d'urée : c'est la limite des engrais organiques. Mais le fumier apporte aussi P, K, des oligo-éléments et de l'humus, et son azote se libère progressivement.
3Je retiens
Je retiens
Engrais organique : matière d'origine animale ou végétale (fumier, fientes, compost, engrais verts, tourteaux).
Ses éléments deviennent assimilables après minéralisation par les micro-organismes du sol.
Azote : matière organique → NH4+ (ammonification) → NO3− (nitrification) → absorbé par la plante.
Les légumineuses fixent le diazote de l'air grâce aux bactéries de leurs nodosités.
Compost réussi : matières brunes + vertes (C/N de départ vers 25 à 30), humidité, aération, retournements.
Avantages : améliorent le sol, libération lente, peu coûteux. Limites : faibles teneurs, volumineux, action lente.
4Erreurs fréquentes
- Croire que la plante absorbe directement le fumier : elle absorbe les ions (NO3−, NH4+, K+…) libérés par la décomposition.
- Épandre des fientes fraîches au pied des plants : trop concentrées en azote, elles peuvent « brûler » les racines ; il faut les composter.
- Faire un tas de compost uniquement avec de la paille : C/N trop élevé, rien ne se décompose ; il faut ajouter des matières riches en azote.
- Classer les cendres parmi les engrais organiques : elles sont d'origine végétale mais minérales.
5Je m’exerce
1Exercice 1
Cite quatre engrais organiques utilisables dans ta région et précise leur origine.
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Par exemple : le fumier (déjections de bovins, moutons, chèvres et litière) ; les fientes de volaille (élevages de poulets) ; le compost (résidus de récolte et déchets de cuisine décomposés) ; les tourteaux d'arachide (résidus après extraction de l'huile) ; les engrais verts (légumineuses enfouies).
2Exercice 2
Complète : « Dans le sol, les ………… décomposent la matière organique. L'azote des protéines devient d'abord l'ion ………… (formule ……), puis des bactéries l'oxydent en ion ………… (formule ……), absorbé par les racines. Les ………… comme l'arachide fixent le diazote de l'air grâce aux bactéries de leurs ………… . »
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« Dans le sol, les micro-organismes décomposent la matière organique. L'azote des protéines devient d'abord l'ion ammonium (NH4^+), puis des bactéries l'oxydent en ion nitrate (NO3^-), absorbé par les racines. Les légumineuses comme l'arachide fixent le diazote de l'air grâce aux bactéries de leurs nodosités. »
3Exercice 3
Donne trois avantages et trois limites des engrais organiques.
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Avantages : ils améliorent la structure du sol et sa capacité à retenir l'eau ; ils libèrent les éléments lentement (moins de pertes par lessivage) ; ils sont produits sur place à faible coût et recyclent les déchets.
Limites : faibles teneurs en éléments nutritifs ; composition variable et difficile à doser ; action lente, volumineux et lourds à transporter.
4Exercice 4
(Type examen) Hawa épand 2 t de fumier sur un quart d'hectare de maraîchage à Forécariah. Ce fumier contient 0,6 % de N, 0,3 % de P2O5 et 0,6 % de K2O.
a) Calcule les masses de N, de P2O5 et de K2O apportées sur la parcelle.
b) Ramène ces apports à l'hectare.
c) Quelle masse d'engrais NPK 15-15-15 apporterait la même masse d'azote sur la parcelle ?
d) Donne deux raisons pour lesquelles Hawa a quand même intérêt à utiliser le fumier.
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a) m(N) = 2 000 × 0,6100 = 12 kg ; m(P2O5) = 2 000 × 0,3100 = 6 kg ; m(K2O) = 12 kg.
b) La parcelle vaut 1/4 d'hectare : à l'hectare, on multiplie par 4 : 48 kg de N, 24 kg de P2O5, 48 kg de K2O.
c) m(NPK) = 12 × 10015 = 80 kg.
d) Le fumier améliore durablement la structure du sol et sa réserve en eau, et nourrit sa vie biologique ; il est disponible sur place et presque gratuit ; il apporte aussi des oligo-éléments.
5Exercice 5
Sékou veut composter 150 kg de tiges de maïs sèches (45 % de C ; 0,9 % de N) avec du fumier de bovin (20 % de C ; 1,0 % de N).
a) Calcule le rapport C/N des tiges seules. Pourquoi se décomposeraient-elles mal ?
b) Il ajoute 150 kg de fumier. Calcule le rapport C/N du mélange.
c) Cite deux autres conditions nécessaires à un bon compostage.
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a) C : 150 × 0,45 = 67,5 kg ; N : 150 × 0,009 = 1,35 kg ; C/N = 67,51,35 = 50. C'est beaucoup trop riche en carbone : les micro-organismes manquent d'azote et la décomposition est très lente.
b) Fumier : C = 150 × 0,20 = 30 kg ; N = 150 × 0,010 = 1,5 kg. Mélange : C = 97,5 kg ; N = 2,85 kg ; C/N = 97,52,85 ≈ 34. Le mélange est bien plus favorable (on pourrait ajouter un peu de matière verte pour descendre vers 25 à 30).
c) Maintenir le tas humide (comme une éponge essorée) ; l'aérer en le retournant régulièrement ; le placer à l'ombre.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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