Karamö, le prof virtuelLeçon 18 sur 18
Les engrais composés ou organo-minéraux
Je sais ce qu'est un engrais composé (binaire ou ternaire) ou organo-minéral, comment on l'obtient, et je sais calculer la formule d'un mélange et établir un plan de fumure simple.
- 1 h
- 5 exercices corrigés
- 2 schémas
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Définir et classer les engrais composés (binaires NP, NK, PK ; ternaires NPK)
- Écrire la fabrication des phosphates d'ammonium et calculer leur composition
- Calculer la formule N-P-K d'un mélange et composer un mélange pour obtenir une formule donnée
- Définir un engrais organo-minéral et établir un plan de fumure pour une parcelle
Avant de commencer : Les leçons « Les engrais », « Les engrais organiques » et « Les engrais minéraux » (formule N-P-K, teneurs, calculs d'apports).
1Je découvre
Fanta et son frère Mamadou préparent la saison du riz de bas-fond près de Guéckédou. Le conseiller agricole leur a donné une recommandation écrite : « par hectare, 80 kg de N, 40 kg de P2O5 et 40 kg de K2O ». Au magasin, ils trouvent de l'urée, du NPK 15-15-15, du « DAP 18-46-0 », du chlorure de potassium et même un sac de compost enrichi marqué « engrais organo-minéral ».
Mamadou voudrait acheter un seul sac « qui contient tout ». Fanta préfère calculer : combien de sacs de chaque sorte faut-il pour respecter exactement la recommandation, sans gaspiller d'argent ?
Qu'est-ce qu'un engrais composé ou organo-minéral, et comment calculer les bonnes quantités pour un champ ?
2Je comprends
1. Les engrais composés
Un engrais composé apporte au moins deux des trois éléments majeurs.
| Type | Éléments apportés | Exemples de formules |
|---|---|---|
| Binaire NP | azote et phosphore | 18-46-0 (phosphate diammonique) |
| Binaire NK | azote et potassium | 13-0-46 (nitrate de potassium) |
| Binaire PK | phosphore et potassium | 0-20-20 |
| Ternaire NPK | azote, phosphore et potassium | 15-15-15 ; 10-20-20 ; 20-10-10 |
La somme des trois chiffres est appelée concentration de l'engrais : 45 unités pour 15-15-15. Plus elle est élevée, moins il y a de masse « inutile » à transporter.
2. Comment les obtient-on ?
a) Par simple mélange d'engrais simples (urée, superphosphate, chlorure de potassium) : c'est facile et on peut adapter la formule, mais les grains, de tailles différentes, peuvent se séparer pendant le transport ; l'épandage devient alors irrégulier.
b) Par réaction chimique (engrais « complexes ») : chaque granule contient tous les éléments. Exemple important : les phosphates d'ammonium, obtenus en faisant réagir l'ammoniac avec l'acide phosphorique :
NH3 + H3PO4 → NH4H2PO4 (phosphate monoammonique, MAP)
2 NH3 + H3PO4 → (NH4)2HPO4 (phosphate diammonique, DAP)
Exemple
Calculer la composition N-P-K du phosphate diammonique pur (NH4)2HPO4.
M = 2 × (14 + 4) + 1 + 31 + 4 × 16 = 36 + 1 + 31 + 64 = 132 g/mol.
%N = 28/132 × 100 ≈ 21,2 %.
1 atome P correspond à la moitié de P2O5 : 142/2 = 71 g ; %P2O5 = 71/132 × 100 ≈ 53,8 %.
Composé pur : 21,2-53,8-0. Le DAP du commerce, moins pur, est vendu sous la formule 18-46-0.
On obtient aussi des engrais complexes NPK en ajoutant du chlorure ou du sulfate de potassium pendant la fabrication des phosphates d'ammonium.
3. Calculer la formule d'un mélange
Méthode
Pour trouver la formule N-P-K d'un mélange d'engrais :
- Pour chaque engrais, je calcule les masses de N, de P2O5 et de K2O qu'il apporte : m × teneur/100.
- J'additionne les masses de N, puis de P2O5, puis de K2O.
- J'additionne les masses d'engrais pour avoir la masse totale du mélange.
- Je divise chaque masse d'élément par la masse totale et je multiplie par 100 : j'obtiens la formule du mélange.
Exemple
On mélange 100 kg d'urée (46-0-0), 100 kg de superphosphate triple (0-46-0) et 100 kg de chlorure de potassium (0-0-60). Quelle est la formule du mélange ?
N : 100 × 46 % = 46 kg ; P2O5 : 46 kg ; K2O : 100 × 60 % = 60 kg.
Masse totale : 300 kg.
%N = 46/300 × 100 ≈ 15,3 ; %P2O5 ≈ 15,3 ; %K2O = 60/300 × 100 = 20.
Formule du mélange : environ 15-15-20.
Composer un mélange pour obtenir une formule donnée. On commence par l'élément apporté par un seul engrais, puis on complète.
Exemple
Fabriquer 100 kg d'un engrais 10-20-20 avec du DAP (18-46-0), de l'urée (46-0-0), du chlorure de potassium (0-0-60) et une charge inerte (sable).
K2O : 20 kg, seul le KCl en apporte : m(KCl) = 20 × 100/60 ≈ 33,3 kg.
P2O5 : 20 kg, seul le DAP en apporte : m(DAP) = 20 × 100/46 ≈ 43,5 kg ; il apporte aussi 43,5 × 18 % ≈ 7,8 kg de N.
N : il manque 10 − 7,8 = 2,2 kg, apportés par l'urée : m(urée) = 2,2 × 100/46 ≈ 4,7 kg.
Total : 33,3 + 43,5 + 4,7 = 81,5 kg ; on complète avec 18,5 kg de charge pour obtenir 100 kg.
4. Les engrais organo-minéraux
Un engrais organo-minéral associe une matière organique (compost, fumier, tourteaux, fientes) et des éléments minéraux (urée, phosphate, sels de potassium). Il peut être vendu en granulés, ou préparé à la ferme en ajoutant un engrais minéral au compost ou au fumier.
Il réunit les qualités des deux familles :
- la matière organique améliore le sol (structure, réserve d'eau, vie du sol) et retient les éléments minéraux, ce qui limite leur lessivage par les pluies ;
- la partie minérale apporte des éléments concentrés et rapidement disponibles.
- Action rapide mais parfois de courte durée
- Pertes par lessivage si fortes pluies
- N'améliore pas la structure du sol
- Faible masse à transporter
- Action rapide et plus durable
- Éléments mieux retenus par la matière organique
- Améliore la structure et la réserve d'eau
- Plus volumineux, teneurs plus faibles
Dans les champs guinéens, souvent lessivés par de fortes pluies, la fumure organo-minérale (fumier ou compost au labour, complété par un engrais NPK et de l'urée pendant la culture) permet d'entretenir la fertilité du sol tout en obtenant de bons rendements.
Exemple
On mélange 1 t de compost (1 % de N ; 0,5 % de P2O5 ; 1 % de K2O) avec 100 kg de NPK 15-15-15. Quelle est la formule de ce mélange organo-minéral ?
Compost : N = 10 kg ; P2O5 = 5 kg ; K2O = 10 kg. NPK : 15 kg de chaque.
Total : N = 25 kg ; P2O5 = 20 kg ; K2O = 25 kg ; masse = 1 100 kg.
Formule : 25/1 100 × 100 ≈ 2,3 ; 20/1 100 × 100 ≈ 1,8 ; 2,3. Soit environ 2,3-1,8-2,3.
Les teneurs sont faibles, mais le mélange apporte aussi 1 t de matière organique.
5. Établir un plan de fumure
- 1Je connais les besoins de la culture à l'hectare (recommandation du conseiller ou analyse du sol).
- 2Je multiplie par la surface de la parcelle pour avoir les besoins totaux en N, P2O5 et K2O.
- 3Je choisis un engrais composé qui couvre d'abord les besoins en P2O5 et en K2O.
- 4Je complète l'azote qui manque avec de l'urée, en fractionnant les apports.
- 5Je convertis les masses en nombre de sacs et je vérifie le total de chaque élément.
Pour Fanta et Mamadou (80-40-40 par hectare, sur 1 ha) : 40 kg de P2O5 et de K2O avec du NPK 15-15-15 demandent 40 × 10015 ≈ 267 kg de NPK, qui apportent aussi 40 kg de N. Il manque 40 kg de N, soit 40 × 10046 ≈ 87 kg d'urée. Ils achèteront 6 sacs de NPK (300 kg, un peu plus que nécessaire) et 2 sacs d'urée (100 kg).
3Je retiens
Je retiens
Engrais composé : au moins deux éléments majeurs ; binaires NP, NK, PK ; ternaires NPK.
Obtention : par mélange d'engrais simples, ou par réaction chimique (engrais complexes).
Phosphates d'ammonium : NH3 + H3PO4 → NH4H2PO4 ; 2 NH3 + H3PO4 → (NH4)2HPO4 (DAP, 18-46-0 dans le commerce).
Formule d'un mélange : (somme des masses d'élément / masse totale) × 100 pour N, P2O5 et K2O.
Engrais organo-minéral : matière organique + éléments minéraux ; améliore le sol et nourrit vite la plante.
Plan de fumure : besoins × surface ; couvrir P et K avec un engrais composé, compléter N avec l'urée.
4Erreurs fréquentes
- Additionner les pourcentages de plusieurs engrais pour trouver la formule d'un mélange : il faut additionner des MASSES, puis diviser par la masse totale.
- Oublier l'azote apporté par le DAP ou le NPK quand on calcule la quantité d'urée à ajouter.
- Croire qu'un engrais composé répond forcément à tous les besoins : sa formule fixe rarement correspond exactement à la recommandation.
- Arrondir le nombre de sacs vers le bas : on manquerait d'engrais ; on arrondit à l'unité supérieure.
5Je m’exerce
1Exercice 1
Classe chaque engrais : simple, binaire (préciser NP, NK ou PK) ou ternaire.
a) 18-46-0 ; b) 15-15-15 ; c) 0-0-60 ; d) 13-0-46 ; e) 0-20-20.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) Binaire NP. b) Ternaire NPK. c) Simple (potassique). d) Binaire NK. e) Binaire PK.
2Exercice 2
a) Écris l'équation de fabrication du phosphate monoammonique NH4H2PO4.
b) Calcule sa masse molaire et sa composition N-P-K à l'état pur.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) NH3 + H3PO4 → NH4H2PO4.
b) M = 14 + 4 + 2 + 31 + 64 = 115 g/mol. \%N = 14115 × 100 ≈ 12,2 \% ; \%P2O5 = 71115 × 100 ≈ 61,7 \% ; pas de potassium. Composition du produit pur : 12,2-61,7-0 (le commerce vend un produit un peu moins riche).
3Exercice 3
Un paysan mélange 50 kg d'urée (46-0-0), 100 kg de DAP (18-46-0) et 50 kg de chlorure de potassium (0-0-60). Calcule la formule N-P-K du mélange obtenu.
Voir le corrigéCacher le corrigé
N : 50 × 0,46 + 100 × 0,18 = 23 + 18 = 41 kg ; P2O5 : 100 × 0,46 = 46 kg ; K2O : 50 × 0,60 = 30 kg. Masse totale : 200 kg.
Formule : 41200 × 100 = 20,5 ; 46200 × 100 = 23 ; 30200 × 100 = 15. Soit 20,5-23-15.
4Exercice 4
(Type examen) Pour 1,5 ha de riz, le conseiller recommande par hectare : 80 kg de N, 40 kg de P2O5 et 40 kg de K2O. On dispose de NPK 15-15-15 et d'urée (46 % N), en sacs de 50 kg.
a) Calcule les besoins totaux de la parcelle.
b) Calcule la masse de NPK qui couvre les besoins en P2O5 et en K2O, et l'azote qu'elle apporte.
c) Calcule la masse d'urée qui complète l'azote.
d) Donne le nombre de sacs de chaque engrais à acheter.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) N : 80 × 1,5 = 120 kg ; P2O5 : 40 × 1,5 = 60 kg ; K2O : 60 kg.
b) m(NPK) = 60 × 10015 = 400 kg ; elle apporte 400 × 0,15 = 60 kg de N.
c) Azote manquant : 120 - 60 = 60 kg ; m(urée) = 60 × 10046 ≈ 130 kg.
d) NPK : 40050 = 8 sacs. Urée : 13050 = 2,6, donc 3 sacs.
5Exercice 5
Une coopérative prépare un engrais organo-minéral en mélangeant 900 kg de compost (1,2 % N ; 0,6 % P2O5 ; 1,0 % K2O) et 100 kg de DAP (18-46-0).
a) Calcule les masses de N, de P2O5 et de K2O dans le mélange, puis sa formule.
b) Donne deux avantages de cet engrais par rapport au DAP utilisé seul.
Voir le corrigéCacher le corrigé
a) Compost : N = 900 × 0,012 = 10,8 kg ; P2O5 = 900 × 0,006 = 5,4 kg ; K2O = 900 × 0,010 = 9 kg.
DAP : N = 18 kg ; P2O5 = 46 kg.
Total : N = 28,8 kg ; P2O5 = 51,4 kg ; K2O = 9 kg ; masse 1 000 kg.
Formule : 28,81 000 × 100 ≈ 2,9 ; 5,1 ; 0,9. Soit environ 2,9-5,1-0,9.
b) Il apporte de la matière organique qui améliore la structure du sol et sa réserve d'eau ; les éléments minéraux sont mieux retenus et moins lessivés par les pluies ; il apporte aussi du potassium et des oligo-éléments que le DAP ne contient pas.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
Choisis une réponse pour chaque question : la correction s’affiche aussitôt.
Crée ton compte élève gratuit pour cocher les leçons terminées, suivre ta progression et gagner des points au QCM.
