Smart agriculture FR

1
Versune
agriculture
fertile...
DA NDirectly Available Nitrogen*
*Azote directement assimilable

2
E
n cinquante ans, la «révolution verte» a permis de tripler la
production alimentaire mondiale pendant que la population passait
rapidement de 3 à 7 milliards d’habitants. Avec une population
probable de 9,1 milliards de personnes en 2050, la production
alimentaire devra encore s’accroître de plus de 70%.
Les engrais minéraux ont un rôle essentiel à jouer afin de relever ce défi car
aujourd’hui ils contribuent à plus de la moitié de la production alimentaire et
de protéines dans le monde.
Fertilizers Europe considère que l’objectif premier de la politique agricole
européenne devrait être l’amélioration de la performance du secteur agricole
en termes de productivité et d’efficacité. Cela permettrait aux agriculteurs
européens d’améliorer l’autosuffisance de l’Europe ainsi que sa contribution
aux besoins alimentaires mondiaux, tout en favorisant une agriculture durable.
L’intensification écologique de l’agriculture en Europe par le biais d’une
utilisation raisonnée des engrais minéraux peut aider le secteur à atteindre
les principaux objectifs de la politique agricole commune.
Les engrais à base d’azote directement assimilable DAN (Directly Available
Nitrogen) offrent aux agriculteurs et aux agronomes des moyens précis et
fiables d’augmenter la production agricole tout en respectant l’environnement.
Les engrais DAN, à base de nitrate et d’ammonium, combinent les avantages
des deux formes les plus simples d’azote assimilables directement par les
plantes.
Cette brochure présente les principaux aspects de l’impact agronomique et
environnemental des différents types d’engrais azotés actuellement utilisés en
Europe, ainsi que les avantages des engrais DAN tels que les ammonitrates et
les NPK nitriques.
Le défi
Vers une agriculture
fertile ...

3
« Utiliser la bonne
forme d’engrais
azoté est essentiel
car chaque produit
a un impact
différent sur
l’environnement »
Daniella.
« Utiliser les engrais
DAN pour l’agriculture
permet d’optimiser
l’utilisation de l’azote et
de minimiser les effets
sur l’environnement »
Danny.
DA NDirectly Available Nitrogen
« Les engrais à base
d’azote directement
assimilable DAN me
permettront d’avoir
toute la nourriture
dont j’ai besoin.
Même quand je serai
grande » Dani.
la famille DAN

fertile ...
4
Table des matières
L’azote : essentiel à la vie 5
L’azote dans la nature
Nutrition minérale
Comprendre le cycle de l’azote 6
L’azote nitrique
L’azote ammoniacal
L’azote uréique
Nourrir la planète 9
Répondre aux besoins alimentaires de l’Europe
Optimiser le rendement et la qualité
Préserver l’environnement 12

Réduire la volatilisation ammoniacale
Contrôler la lixiviation
Optimiser la production d’engrais
Atténuer le changement climatique 15
Vers de bonnes pratiques agricoles 16
Améliorer l’efficacité des engrais
Appliquer les engrais en fonction des besoins des végétaux
Garantir la précision de l’épandage
Optimiser l’utilisation des engrais azotés
Prévenir l’acidification
Références 18

5
L’azote dans la nature
L
’azote (N) est un élément essentiel à
la vie végétale. Il stimule la croissance
racinaire et la photosynthèse, et il permet
l’assimilation d’autres éléments nutritifs tels
que le phosphore (P) et le potassium (K).
Néanmoins, 99% de l’azote disponible sur Terre
se trouve dans l’atmosphère, et moins de 1% se
trouve dans la croûte terrestre. Les molécules
d’azote (N2
) de l’air sont inertes et ne sont pas
facilement assimilables par les plantes.
L’activité agricole vient puiser dans les réserves
d’azote contenues dans le sol. L’azote est
absorbé au fur et à mesure que les plantes
poussent puis est exporté hors du sol,
principalement sous forme de protéine, lors
des récoltes. Il doit donc être restitué à l’aide
de sources d’azote organique ou minéral. Le
recours aux engrais de ferme ou minéraux, est
un élément essentiel d’une agriculture durable.
Un manque d’azote se traduit par un
affaiblissement de la fertilité du sol, une baisse
des rendements et de la qualité des récoltes.
Appliqué en excès sur le sol, l’azote peut en
revanche s’infiltrer dans les eaux souterraines,
causer une eutrophisation des eaux de surface
ou s’échapper dans l’atmosphère, contribuant
ainsi à la pollution et au réchauffement
climatique.
Nutrition minérale
Les principaux engrais minéraux sont faits à
partir de matières premières naturelles qui ont
été transformées, par des procédés industriels,
en une forme plus facilement assimilable par
les plantes :
} L’azote (N), issu de l’atmosphère, est
essentiel en tant que composant important
des protéines végétales.
} Le phosphore (P), extrait de mines, est
un composant des lipides et des acides
nucléiques, et est essentiel au transfert de
l’énergie.
} Le potassium (K), extrait de mines, joue un
rôle important dans le métabolisme végétal,
pour la photosynthèse, l’activation des
enzymes, l’osmorégulation, etc.
Au fil des années, la majorité des agriculteurs européens se sont rendu compte
que les engrais à base d’Azote directement assimilable (dan) étaient la source
d’azote la plus efficace pour optimiser leurs récoltes. Néanmoins, d’autres
sources d’azote minéral sont également utilisées qui interagissent avec le
sol d’une manière différente. Ces différences doivent être prises en compte
pour l’évaluation de leur performance agronomique et environnementale.
L’azote, essentiel à la vie
Les principales formes
d’engrais azotés minéraux
utilisés en Europe sont :
} l’ammonitrate 33,5%
composé d’ammonium
(NH4
+
) et de nitrate (NO3
-
) en
proportions égales.
} l’ammonitrate 27% contient
en plus de la dolomie ou du
carbonate de calcium.
} la solution azotée est un
mélange liquide d’urée et
de nitrate d’ammoniaque.
} l’urée contient de l’azote
dans sa forme uréique
CO(NH2
)2
.
Cet azote n’est pas
directement assimilable
par la plupart des
plantes.
99%de l’azote sur terre
se trouve dans l’air.

NO2
–
NO3
–
NO2
–
N2
O + NON2
O + NO + N2
NH3
NO3
–
NH4
+
NH3
AN
L’azote subit des transformations dans le sol dépendant de la forme d’engrais
apportée. Alors que le nitrate est absorbé directement par la plante, ammonium et
urée doivent au préalable évoluer vers la forme nitrate. Les pertes au cours de ces
transformations sont minimales avec les nitrates et plus élevées avec l’urée.
Comprendre le cycle de l’azote
6
Transformation de l’urée, de l’ammonium et des nitrates
dans le sol. L’urée est la forme qui subit les pertes les plus
importantes pendant la transformation, et le nitrate celle
qui en subit le moins.
L’énergie sous forme de gaz naturel permet
de fixer l’azote présent dans l’atmosphère pour
former l’ammoniac, le principal constituant
des engrais azotés.
L’engrais azoté peut contenir de l’azote sous
forme uréique, ammoniacale, nitrique ou un
mélange de ces formes. Les produits organiques,
effluents d’élevage, contiennent principalement
de l’azote organique et de l’ammonium.
L’assimilation du nitrate est rapide en raison
de sa forte mobilité. La majorité des végétaux
préfèrent le nitrate à l’ammonium.
L’assimilation de l’ammonium est plus lente
que celle du nitrate. L’ammonium est lié à des
particules d’argile dans le sol, et les racines
doivent l’atteindre. La majeure partie de
l’ammonium doit donc être transformée en
nitrate avant absorption par les plantes.
La nitrification par les bactéries du sol
transforme l’ammonium en nitrate dans un
délai pouvant aller de quelques jours à quelques
semaines. Des pertes sous formes de protoxyde
d’azote ou d’oxyde d’azote peuvent survenir
durant ce processus.
La dénitrification a lieu lorsque les micro-
organismes manquent d’oxygène (stagnation
de l’eau et compactage du sol). Lors de ce
processus, les bactéries du sol transforment le
nitrate (et les nitrites) en azote gazeux inerte
et plus marginalement en protoxyde d’azote et
oxyde d’azote qui rejoignent l’atmosphère.
L’organisation ou l’immobilisation transforme
l’azote minéral en matière organique. L’activité
des bactéries du sol est principalement stimulée
par l’ammonium. L’azote immobilisé n’est pas
directement assimilable par les plantes ; il doit
d’abord être minéralisé. La minéralisation de
la matière organique du sol (et des effluents)
produit de l’ammonium.
L’hydrolyse de l’urée par les enzymes du sol
convertit l’urée en ammonium et en CO2
. En
fonction de la température, l’hydrolyse est
plus ou moins rapide (de une journée à une
semaine). Le pH du sol autour des granulés
d’urée augmente de manière significative durant
le processus, favorisant ainsi la volatilisation de
l’ammoniac.
1
2
3
4
6
7
8
5
1 Production
fertile ...
2 Apport
d’engrais
3 Absorption
6 Dénitrification
Nitrate
Ammonium
10 Lixiviation
5 Nitrification
9 Volatilisation
4 Absorption
Matière organique du sol
Immobilisation
et minéralisation
8 Hydrolyse

CO2
CO (NH2
)2
L’azote nitrique
Le nitrate (NO3
-
) est facilement et rapidement
absorbé par les plantes. Il est directement
disponible à la différence de l’urée et de
l’ammonium. Le nitrate est mobile dans le sol
et atteint rapidement la racine des plantes.
L’apport d’azote sous forme d’ammonitrate
constitue ainsi une source d’azote directement
assimilable.
Chargé négativement, l’ion nitrate est souvent
accompagné d’autres nutriments tels que
le calcium (Ca++
), le magnésium (Mg++
)
ou le potassium (K+
).
Il est important de noter que la quasi totalité
de l’azote dans le sol, qu’il soit appliqué sous
forme organique, d’urée ou d’ammonium, est
transformé en nitrate avant que les plantes ne
l’assimilent. Appliquer le nitrate directement
permet d’éviter les pertes causées par la
transformation de l’urée en ammonium et de
l’ammonium en nitrate.
L’azote ammoniacal
L’ammonium (NH4
+
) n’est absorbé directement
par la culture qu’en faible quantité. Chargé
positivement, le cation ammonium se fixe sur
les minéraux du sol et est moins mobile que
l’ion nitrate (NO3
-
). Par conséquent, les racines
doivent être proches de l’ammonium pour
l’absorber. La majeure partie de l’ammonium
est transformée en nitrate par les bactéries du
sol. Ce processus de nitrification dépend de la
température et nécessite entre une et plusieurs
semaines.
Une autre partie de l’ammonium est immobilisée
par la microflore du sol sous forme de biomasse
microbienne et de matière organique et sera
reminéralisé à plus ou moins longue échéance.
L’azote uréique
Les racines des plantes n’assimilent pas
directement l’azote uréique en quantité
importante. L’urée doit auparavant être
hydrolysée en ammonium par les enzymes
du sol, ce qui prend entre une journée et une
semaine selon la température. Ce processus
d’hydrolyse nécessite de l’humidité.
Le devenir de l’ammonium provenant de
l’hydrolyse de l’urée est différent de celui
de l’ammonium issu d’un apport direct
d’ammonitrate. En effet, l’hydrolyse de
l’urée induit temporairement une très forte
augmentation de pH dans le voisinage
immédiat du granulé d’urée. L’équilibre
physico-chimique entre l’ammonium (NH4
+
)
en solution dans le sol et l’ammoniac (NH3
)
gazeux est déplacé au profit de ce dernier
et, par conséquent, aboutit à des pertes
d’azote par volatilisation d’ammoniac. Cette
volatilisation peut être atténuée par l’utilisation
d’un inhibiteur d’uréase.
Ces pertes sont la raison principale de la plus
faible efficacité de l’azote uréique souvent
observée. C’est également la raison pour
laquelle il est recommandé, dans la mesure
du possible, d’incorporer l’urée dans le sol au
moment de l’épandage.
7
CO2
dioxyde de carbone (gaz)
CO(NH2
)2
urée
NH3
ammoniac (gaz)
NH4
+
ammonium
NO3
-
nitrate
NO2
-
nitrite
NO oxyde nitrique (gaz)
N2
O protoxyde d’azote (gaz)
N2
azote (gaz)
La volatilisation de l’ammoniac se produit
lorsque l’ammonium est transformé en
ammoniac, qui est émis dans l’atmosphère.
Un niveau de pH du sol élevé favorise
cette transformation. Si cela se produit
à la surface du sol, les pertes sont plus
importantes. Ces deux conditions sont
remplies lorsque l’urée est épandue mais
n’est pas immédiatement incorporée et
assimilée.
Le lessivage ou lixiviation du nitrate se
produit principalement en hiver lorsque
l’eau de pluie fait migrer le nitrate hors de
portée des racines. Une fertilisation ajustée
contribue à prévenir tout risque de lessivage
pendant la période de végétation.
10
9
1 Production
50%
100%
50%
50%
25%
50%
50%
25%
Les principaux engrais azotés minéraux contiennent l’azote sous différentes formes chimiques. Seul le nitrate est facilement absorbé par les
plantes. L’urée et l’ammonium sont transformés en nitrate par hydrolyse puis nitrification.
®Yara
2 Apport
d’engrais
Produit Répartition par forme d’azote
Urée-N CO(NH2
)2
Hydrolyse NitrificationAmmonium-N (NH4
+
) Nitrate-N (NO3
-
) Assimilation
Ammonitrate (33.5%)
Ammonitrate (27%)
Solution azotée
Urée
Urée
Urée

8
Alors que la FAO prévoit
que la population mondiale
sera de
9,1 milliards
de personnes en 2050, la
production alimentaire
devra augmenter de
70%.
fertile ...

9
Répondre aux besoins
alimentaires de
l’Europe
C
omme l’a souligné la FAO, au cours
de ces cinquante dernières années, la
« révolution verte » a triplé la production
alimentaire, principalement grâce à l’utilisation
des engrais minéraux. Dans le même temps, la
population mondiale est passée de 3 à
7 milliards de personnes.
La population augmente, mais la quantité de
terre arable reste limitée (Fig.1). Alors que la
FAO prévoit que la population mondiale sera
de 9,1 milliards de personnes en 2050, la
production alimentaire devra augmenter de
70%. En outre, avec la diminution de la quantité
de terre cultivable disponible, l’optimisation
de la production à partir des terres agricoles
existantes est désormais une nécessité [Réf.1]
L’agriculture européenne est l’une des plus
efficaces et des plus productives du monde.
Néanmoins, l’Union européenne est devenue
l’un des plus grands importateurs mondiaux de
matières premières agricoles. Les importations
de l’Europe dépassent ses exportations de
65 millions de tonnes, avec une augmentation
de 40% au cours de ces dix dernières
années. La surface agricole hors d’Europe
requise pour produire ces quantités importées
s’élève à près de 35 millions d’hectares (soit
approximativement la taille de l’Allemagne !)
[Réf. 2].
Des progrès en termes de rendement et de
productivité seront nécessaires pour relever
les défis du 21ème
siècle. Les engrais minéraux
sont une des clés de l’utilisation efficace des
terres agricoles. Ils contribuent à assurer
la sécurité alimentaire à l’échelle mondiale,
évitent la conversion en terres labourables des
forêts primaires et des prairies permanentes
et, par conséquent, contribuent à freiner le
changement climatique.
Comme indiqué précédemment, il est
primordial d’utiliser la bonne forme d’azote,
telle que celle fournie par les engrais DAN.
Nourrir la planète
Avec la croissance de la population mondiale et l’inquiétude
grandissante que suscitent les questions environnementales,
l’agriculture apparaît sous un jour entièrement nouveau. Comment
les politiques agricoles vont-elles réussir à concilier sécurité
alimentaire et protection de l’environnement ? Quel rôle les engrais
minéraux doivent-ils jouer, et quels seront les meilleurs choix ?
population mondiale vs. terres arables
disponibles 1995 - 2030
Fig. 1
La population mondiale augmente, mais la
surface en terre arable reste limitée [Réf. 1].
Arable area
(ha per person)
1998 2030
World population
(billion)
0,3
0,25
0,2
8,5
7,5
6,5
5,5
4 Fertilizers Manure
Cela contribue en
effet à nourrir la
planète et à préserver
l’environnement.
Il est primordial
d’utiliser la bonne
forme d’azote, telle
que celle fournie
par les engrais DAN.
Surface arable
(ha par personne)
Population mondiale
(milliards)

Optimiser le rendement
et la qualité
Toutes les formes d’azote ne sont pas
équivalentes et conduisent à des résultats
différents sur le plan du rendement et de
la qualité des récoltes. C’est le constat
des agriculteurs européens depuis des
décennies.
Les différences de performances
sont principalement dues aux pertes et,
plus particulièrement, à la volatilisation
ammoniacale. Certaines de ces pertes sont
aggravées par le décalage entre les apports
d’azote et l’absorption par la plante. Les
brûlures foliaires peuvent également diminuer
le rendement.
Les études menées sur le terrain en France,
en Allemagne et au Royaume-Uni ont montré
que les engrais DAN ont toujours engendré
davantage de rendement et une meilleure
qualité des récoltes par rapport à l’urée. Les
moindres performances de l’urée ou de la
solution azotée peuvent naturellement être
compensées par une majoration de dose mais
au prix d’un impact environnemental plus élevé.
Les bonnes pratiques
agricoles et la précision
des outils de pilotage
peuvent améliorer
l’efficacité des engrais
et minimiser les pertes
d’azote.
95%des agriculteurs
européens font
confiance aux
engrais minéraux.
fertile ...
10

11
France (Fig. 2)
A la dose bilan moyenne de 182 kg N/ha,
l’ammonitrate génère un gain de rendement
pour le blé de 2,6 q/ha (+3%) et 0,75 point
de protéines comparé à la solution azotée.
L’optimum économique avec la solution azotée
est atteint à une dose supplémentaire de
27 kg N/ha (soit +15%) [Réf. 3].
Allemagne (Fig. 3)
En Allemagne, 55 essais sur le terrain ont été
réalisés entre 2004 et 2010 avec des céréales
d’hiver et sur plusieurs types de sols. Avec
une dose optimale d’azote de 210 kg/ha en
moyenne, il est apparu que l’ammonitrate 27%
produit un rendement supérieur de 2% et une
quantité de protéine supérieure de 0,23 point
par rapport à l’urée. Avec l’urée, 15 kg N/ha
(7,1%) supplémentaires étaient nécessaires
pour atteindre le point économique optimal
[Réf. 4].
Royaume-Uni
(Fig. 4,5,6)
La plus grande étude comparant différentes
formes d’engrais azotés a été commandée
par le Département de l’Environnement, de
l’Alimentation et des Affaires rurales (DEFRA)
du Gouvernement britannique entre 2003 et
2005 [Réf. 5]. Celle-ci a mis en évidence des
différences quantitatives importantes en faveur
de l’ammonitrate et une forte variabilité des
résultats de l’urée et de la solution azotée.
De ce fait, les doses d’azote prévisionnelles
ne peuvent être déterminées avec la même
fiabilité qu’avec de l’ammonitrate.
France (Fig. 7)
Les résultats des expérimentations des
engrais ADA en France (ammonitrate vs. urée)
démontrent que, sur le long terme (soit avec
une utilisation répétée sur plusieurs années),
l’ammonitrate fournit une meilleure efficacité
de l’azote par rapport à l’urée. Quelle que
soit la dose d’apport, le rendement avec
l’ammonitrate est supérieur de 4 à 6% par
rapport à l’urée pour le blé et le colza. Pour
obtenir le même rendement avec l’urée, il faut
rajouter une dose de 40 Kg N supplémentaire
[Réf. 6].
La courbe d’azote pour les essais indique qu’en
moyenne 27 kg d’azote supplémentaires auraient
été nécessaires avec la solution azotée pour
atteindre le point économique optimal [Réf. 3].
Sur 55 essais ayant reçu une dose d’azote
optimum en Allemagne, 75% ont produit
un meilleur rendement avec l’ammonitrate,
et 25% ont produit un meilleur rendement
avec l’urée [Réf. 4].
4
5
6
7
8
9
300250200150100500
182
kg N
209
kg N
Response curves for AN and UAN in France
t/ha
kg N / ha
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Yield comparison AN / Urea at 55 locations in Germany
t/ha
ﬁelds
Yield
with urea
better yield
with CAN
Fig. 2
courbe de reponse moyenne pour
l’ammonitrate et la solution azotee
Fig. 3
difference de rendement
ammonitrate / uree
Fig. 4
dose d’azote supplementaire pour
un rendement equivalent
Fig. 5
teneur en proteine a dose d’azote
identique
Fig. 6
rendement à dose d’azote identique
Fig. 7
courbe d’efficacite de la forme
d’azote
Afin de maintenir le même rendement, des
apports d’azote supplémentaires sont nécessaires
avec l’urée et la solution azotée [Réf. 5].
La teneur en protéines est moins importante
sur les parcelles ayant reçu de l’urée ou de la
solution azotée par rapport à celles ayant reçu
de l’ammonitrate [Réf. 5].
Le rendement est également plus faible
avec l’urée et la solution azotée qu’avec
l’ammonitrate 33,5% [Réf. 5].
90
100
110
120
UreaUANAN
%
+18 %
+14 %
12,0
12,2
12,4
12,6
12,8
%
-0,5 %
-0,3 %
8,0
8,2
8,4
8,6
8,8
t/ha
-0,31 t/ha
-0,39 t/ha
0 50 100 150 200 250 300
110
100
90
80
70
60
50
40
-40 kg N
Rendement: +4%
Ammonitrate
Urée
Dose d’azote (kg/ha)
Effet cumulatif de l’apport comparé des deux
formes d’azote. (Réseau ADA 2008-2011,
30 résultats de test sur le colza, le blé, l’orge)
[Réf. 6].
%
Index de rendement (base 100 = dose Ammonitrate)
Meilleur
rendement
avec l’urée
Meilleur
rendement avec
l’ammonitrate
kg N/ha
Essais
Ammonitrate Solution Urée
azotée
Ammonitrate
Solution azotée
azotée
azotée

Réduire la volatilisation
ammoniacale
L’Inventaire européen des émissions (EMEP)
estime que 94% des émissions d’ammoniac
sont causées par l’agriculture, avec environ
80% de ces émissions provenant des effluents
d’élevage.
La volatilisation d’ammoniac est une perte
directe d’azote et par conséquent d’argent.
La volatilisation ammoniacale entraîne aussi
une nuisance environnementale significative.
L’ammoniac se déplace dans l’atmosphère
par-delà les frontières provoquant acidification
et eutrophisation du sol et de l’eau. En outre,
l’ammoniac volatilisé contribue de manière
importante à la formation de microparticules
(PM 2,5) qui peuvent provoquer de graves
problèmes de santé. C’est pour cette raison
que le Protocole de Göteborg de l’UN/ECE et
la Directive européenne relative aux plafonds
d’émissions nationaux, fixent des mesures
et des limites pour contrôler les émissions
d’ammoniac, quelle qu’en soit la source.
On sait depuis très longtemps que l’urée ou
la solution azotée engendrent davantage de
pertes par volatilisation que l’ammonitrate.
Les pertes d’ammoniac provoquées par l’urée
peuvent être réduites par son enfouissement
dans le sol pendant ou juste après l’épandage.
Toutefois, cette pratique n’est possible que
pour les cultures de printemps.
Les pertes issues des prairies sont généralement
considérées comme étant supérieures à celles
issues des terres arables, les engrais étant
principalement épandus en surface (Fig. 8).
L’utilisation des engrais uréiques provoquent
des pertes d’azote jusqu’à 58% sous forme
d’ammoniac, en fonction des conditions
naturelles locales. Parmi les mesures
permettant d’atténuer les émissions
d’ammoniac de l’agriculture, il y a l’alimentation
réduite en protéine du cheptel, la construction
de batiments d’élevage à faible émission,
l’épuration de l’air, le stockage couvert des
effluents d’élevage, la production de lisiers et
de fumier à faible teneur en ammonium, et le
remplacement de l’urée (UNECE, 2007).
Préserver l’environnement
Le tableau inclut des données fournies par l’Inventaire européen des émissions (EMEP) et par
le Département de l’Environnement, de l’Alimentation et des Affaires Rurales du Gouvernement
britannique (Defra). Dans tous les cas, les pertes par volatilisation sont beaucoup plus importantes
avec l’urée et la solution azotée qu’avec l’ammonitrate 33,5% ou 27% [Réfs. 7, 8, 9].
Fig. 8
émissions moyennes d’ammoniac par kg d’azote pour les différents types d’engrais
Pertes par Terre labourable Prairie
volatilisation [% N]
EMEP Defra EMEP Defra
Ammonitrate 0,6% 3 (-3-10)% 1,6% 2 (-4-13)%
Solution azotée 6% 14 (8-17)% 12% N.A.
Urée 11,5% 22 (2-43)% 23% 27 (10-58)%
12
Les engrais dan à base d’azote directement assimilable (ammonitrate 33,5% et
ammonitrate 27%) ont clairement démontré leurs avantages environnementaux
comparés aux autres formes d’engrais azotés. Leur empreinte carbone est moins
importante tout au long de leur cycle de vie (incluant leur production et leur
application), et ils présentent une volatilisation d’ammoniac également plus
faible, même s’ils ne sont pas incorporés dans le sol.
fertile ...

Grainyield(t/ha)
ResidualNitrogen(kgN/ha)
N application rate (kg N/ha)
4
5 20
0
40
60
80
100
6
7
8
9
10
0 50 100 150 200 250 300 350
Optimum N supply
La quantité d’azote minéral post récolte et donc le risque de
lessivage du nitrate n’augmente que lorsqu’on dépasse la dose
d’azote optimale [Réf. 10].
Fig. 9
evolutions comparées du rendement et de l’azote minéral
post récolte en fonction de la dose d’apport
13
Contrôler la lixiviation
L’augmentation des teneurs en nitrates des
nappes et des eaux de surface résulte des
pertes d’azote. La Directive européenne de
1991 dite « Directive Nitrate » fixe la limite
maximale à 50 mg/l. En principe, la lixiviation
(lessivage) du nitrate est indépendante de
la source d’azote. Cette perte peut en effet
provenir de l’azote issu de la matière organique
du sol, des effluents d’élevage, ou des
engrais minéraux s’ils ne sont pas appliqués
correctement.
La lixiviation du nitrate se produit lorsque le sol
est saturé d’eau et que le nitrate est entraîné
hors de portée des racines lors de pluies
drainantes (ou plus rarement par les excès
d’irrigation). Le nitrate n’est pas retenu par
les particules du sol et reste dans la solution
de sol, où il évolue librement avec l’eau du
sol. L’ammonium est quant à lui retenu par les
particules d’argile dans le sol et est donc moins
sujet au phénomène de lessivage.
L’urée est rapidement transformée en
ammonium par hydrolyse puis en nitrate
par l’activité bactérienne, ce qui entraîne
des émissions en dehors de la période de
croissance des cultures. Par ailleurs, la
molécule d’urée est très soluble et peut être
lessivée directement dans le sous-sol par de
fortes pluies lors de son application.
Durant la période de croissance active, il n’y a
quasiment pas de lixiviation. La majeure partie
des pertes de nitrate dans l’eau se produisent
en dehors de cette période, durant l’hiver. Le
principal objectif est donc de minimiser les
quantités d’azote minéral en fin de culture.
Pour les céréales d’hiver par exemple,
le risque de lessivage post-récolte n’augmente
significativement qu’au-delà de la dose
d’azote optimale (Fig. 9).
La lixiviation peut être
minimisée par :
} La détermination des reliquats d’azote
dans le sol par des échantillonnages
et des analyses appropriées.
} Des apports fractionnés afin de
garantir une absorption rapide par
les plantes durant la période de
croissance.
} L’utilisation d’engrais DAN avec une
libération d’azote rapide et prévisible,
tel que l’ammonitrate 33,5%.
} L’ajustement de l’apport d’azote
en fonction des besoins réels des
végétaux, à chaque fois que possible,
par l’utilisation d’outils de pilotage.
} Favoriser un système racinaire
profond et étendu afin que l’azote
soit utilisé de manière plus efficace.
} Maintenir la porosité du sol.
} Implanter des cultures intermédiaires
pièges à nitrates (CIPAN).
} Assurer une nutrition équilibrée afin
de valoriser l’azote disponible.
Elle peut être
minimisée en
recourant aux bonnes
pratiques agricoles.
La lixiviation du
nitrate se produit
indépendamment
de la source d’azote
utilisée.
Azotepostrécolte(kgN/ha)
Lerendementengrain(t/ha)
Dose d’azote (kg N/ha)
Dose d’azote optimale

La consommation énergétique des usines d’engrais européennes
a diminué au fil du temps et est aujourd’hui proche de la limite
technologique théorique [Réf. 11].
Fig. 10
progrès de l’efficacité énergétique pour
la production d’ammoniac
Fig. 11
efficacité énergétique des usines d’ammoniac dans le
monde (moyenne régionale)
Les usines européennes figurent parmi les plus efficaces au
monde [Réf.12].
1930 1950 1960 1975 2000 2010
Procédé Haber-Bosch
120
100
80
60
40
20
0
Limite technologique = 27GJ/t NH3
Reformage
du gaz naturel
14
Optimiser la production
d’engrais
Les engrais azotés sont produits à partir
de l’azote (N2
) de l’air par un processus
industriel qui consomme de l’énergie. Les
émissions de CO2
qui en résultent contribuent
au réchauffement climatique. Grâce à de
constantes améliorations, les usines d’engrais
européennes frôlent le minimum théorique
de consommation d’énergie. Les usines
européennes figurent parmi les plus efficaces
au monde (Figs.10 et 11).
La production d’engrais azotés nitriques émet,
en plus du CO2
, du protoxyde d’azote (N2
O)
qui est un puissant gaz à effet de serre. De
nouveaux catalyseurs ont été installés par
les adhérents de Fertilizers Europe afin de
diminuer fortement l’émission de protoxyde
d’azote libéré durant la production de l’acide
nitrique.
L’impact sur le changement climatique d’un
engrais peut être mesuré par son empreinte
carbone qui est exprimée en kg CO2
-eq par kg
d’azote produit. Néanmoins, pour comprendre
le véritable impact climatique d’un produit,
une analyse du cycle de vie (ACV) doit être
effectuée, couvrant toutes les étapes de la
production à l’assimilation par les plantes. Une
comparaison détaillée des empreintes carbone
de chaque type d’engrais est présentée à la
section suivante (Fig. 12).
Demain, si les technologies de captage et
de stockage du carbone se développent,
les engrais nitriques deviendront encore
davantage les engrais de prédilection. En
général, le CO2
émis lors des processus
industriels et énergétiques nécessite une
purification coûteuse avant de pouvoir être
stocké. Avec la production d’engrais DAN,
le CO2
est déjà pur et prêt à être stocké.
Les engrais DAN
ont toujours
obtenu de
meilleurs résultats
en Europe.
Les impacts
agronomiques et
environnementaux
sont différents
en fonction des
engrais utilisés.
Pour évaluer
l’impact d’un
engrais azoté, une
analyse du cycle de
vie de l’engrais doit
être réalisée.
GJpartonned’ammoniac
41
40
39
38
37
36
35
34
32
GJLHVpartonned’ammoniac,2011
Europe
(UE-27)
Arabie
Saoudite
Afrique
du Nord
UkraineUSA Russie
fertile ...

15
L
a fertilisation accroît la production agricole
et stimule l’absorption de CO2
par les
cultures. Les engrais azotés augmentent le
rendement et réduisent la nécessité de cultiver
de nouvelles terres, évitant ainsi les émissions de
GES provoquées par le changement d’utilisation
de la terre – le changement d’utilisation de la terre
représentant à lui seul 12% des émissions totales
de GES [Réf 13].
L’analyse du cycle de vie des engrais quantifie
les émissions et absorptions de GES au cours
de chacune des étapes de la «vie» d’un engrais :
de la production en passant par le transport,
le stockage, l’épandage et l’utilisation par les
cultures. Elle permet une meilleure identification
des améliorations possibles du bilan carbone
global. Pour rendre les différents GES comparables
entre eux, ils sont convertis en équivalent CO2
(CO2
eq).
L’empreinte carbone n’est pas la même selon
le type d’engrais. L’urée émet moins de CO2
durant la production que l’ammonitrate. Lors de
l’épandage, cette différence est inversée puisque
l’urée libère le CO2
contenu dans sa molécule.
Par ailleurs, le sol émet davantage de N2
O après
l’application de l’urée par rapport à un engrais
DAN [Réf. 14].
L’empreinte carbone du cycle de vie est donc
plus élevée pour l’urée que pour les engrais DAN.
En outre, les pertes par volatilisation de l’urée et
la plus faible efficacité de l’azote sont souvent
compensées par une majoration des doses
d’environ 15%, ce qui accentue encore davantage
l’empreinte carbone. Par conséquent, pour
mesurer l’empreinte carbone d’un type d’engrais,
il est essentiel de comparer l’ensemble du cycle
de vie du produit (Fig. 12).
L’empreinte carbone du cycle de vie de l’ammonitrate est inférieure à
celle de l’urée et de la solution azotée. En compensant la plus faible
efficacité de l’urée et de la solution azotée par un dosage plus important,
la différence est encore plus marquée [réf. 15].
Fig. 12
comparaison des émissions de carbone de différents types d’engrais
CO2
lors de la production
CO2
au champ
N2
O lors de la production
N2
O au champ
CO2
lors du transport
Pour un rendement
global équivalent,
l’empreinte carbone
des engrais DAN est
inférieure d’environ 25%.
L’analyse du cycle de vie
quantifie les émissions
et absorptions de GES
au cours de chacune
des étapes de la «vie»
d’un engrais.
Atténuer le changement climatique
La production, le transport et l’utilisation des engrais minéraux
contribuent, directement ou indirectement, à l’émission de gaz à
effet de serre (ges), notamment de dioxyde de carbone (co2
) et de
protoxyde d’azote (n2
o).
KgCO2
-équivalent/KgN
14
12
10
8
6
4
2
0
Solution
azotée
Urée Urée
+ 15% N
Ammonitrate
27%
Ammonitrate
33,5%

Vers de bonnes pratiques agricoles
16
Améliorer l’efficacité
des engrais
Appliquer les engrais en
fonction des besoins des
cultures
L’azote doit être disponible en quantité
suffisante pour ne pas limiter la croissance
et le rendement. Par contre, des apports
d’azote supérieurs aux besoins peuvent
se perdre dans l’environnement et générer
une consommation de luxe. Ajuster l’apport
d’azote en fonction des besoins de la plante
et de la fourniture du sol permet d’améliorer
rendement et rentabilité et de minimiser
l’impact environnemental (Fig. 13).
Le fractionnement des apports d’azote, surtout
sous une forme directement assimilable, fiable
et précise constitue la meilleure stratégie dans
la plupart des cas.
C’est notamment le cas de l’ammonitrate 33,5%
et de l’ammonitrate 27%, mais généralement
pas celui de l’urée. L’hydrolyse de l’urée et les
pertes par volatilisation dépendent fortement
des conditions climatiques après l’épandage,
en particulier de la pluie. La volatilisation,
phénomène imprévisible, peut entraîner des
situations de sur ou sous-fertilisation.
L’étude du Defra a souligné le manque de
fiabilité de l’urée, mettant en évidence des
pertes par volatilisation pouvant varier de
2 à 58% de l’azote apporté.
Une nutrition équilibrée est un autre prérequis
pour une utilisation économique des engrais.
Un apport insuffisant de phosphore, de
potassium ou de soufre peut diminuer
l’efficacité de l’utilisation de l’azote. Des
analyses de sols et des mesures de reliquat
d’azote minéral régulières permettent une
meilleure connaissance de la disponibilité
des éléments minéraux et des besoins des
cultures.
De nombreux outils de pilotage sont
disponibles sur le marché pour mesurer les
besoins des plantes en azote et ajuster les
apports tardifs d’azote.
Garantir la précision de
l’épandage
Un épandage régulier assure une répartition
optimale de l’azote. Grâce à une densité
plus élevée, les engrais DAN permettent
des épandages plus homogènes que l’urée.
L’épandage de l’urée, moins dense, peut être
perturbé par le vent et entraîner l’alternance de
bandes sur et sous-dosées.
Une étude, effectuée en Allemagne, a comparé
les résultats de l’épandage de l’urée avec celui
de l’ammonitrate 27%. Même à une largeur de
travail modeste de 21 m, une brise faible de
14 km/h entraîne une irrégularité de la
répartition de l’urée (coefficient de variation
CV= 26%) alors qu’elle a peu de conséquence
sur la répartition de l’ammonitrate (CV=6%)
[Réf. 16].
Fig. 13
fractionnement d’un engrais dan
sur blé d’hiver
La dose d’engrais dépend à la fois de la fourniture d’azote du sol et des besoins de la culture. Des outils
modernes facilitent le pilotage et l’ajustement des apports [Réf. 4].
La règle d’or de
l’utilisation des engrais
azotés est simple :
appliquer le bon produit,
à la bonne quantité, au
bon endroit, et au bon
moment. Les engrais avec
un profil d’émission stable
et des caractéristiques
d’application précises
réduisent les pertes et
améliorent l’assimilation
par les plantes.
fertile ...
1ère
apport
2ème
apport
3ème
apport
Pilotage
Pilotage
Assimilation de l’azote
par les plantes
Besoin
en engrais
Fourniture d’azote
par le sol
Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août
Tallage Montaison Épiaison Floraison

Optimiser l’utilisation des
engrais azotés
Les outils de l’agriculture de précision
permettent d’améliorer l’efficacité et la
pertinence des épandages. Les capteurs
embarqués sur les épandeurs gèrent et
adaptent en temps réel la dose d’azote et
assure une traçabilité totale grâce au couplage
GPS. La mesure en continu du besoin en azote
permet d’adapter la dose épandue en chaque
point de la parcelle. Combiné avec l’utilisation
d’un engrais azoté performant, l’utilisation de
ces capteurs garantit à la fois les meilleurs
rendements et une dose d’azote minimisée.
De nombreux essais sur le terrain ont comparé
l’utilisation des capteurs avec une pratique
agricole traditionnelle. Ils ont, ont mis en
évidence un gain de rendement jusqu’à 7%,
et 0,2 à 1,2 points supplémentaires de
protéines, tout en diminuant la dose épandue
de 12% (Fig. 14).
Prévenir l’acidification
Sur certains sols, les engrais azotés peuvent
avoir un effet acidifiant, qui doit être corrigé par
le chaulage. Les engrais tels que l’ammonitrate
27% contiennent des carbonates, engendrant
ainsi des besoins inférieurs en chaulage
(Fig. 15).
17
Fig. 14
cartographie de la biomasse et de l’apport d’azote
Les capteurs embarqués sur les épandeurs permettent d’ajuster automatiquement la dose d’azote (carte de
droite) en se basant sur l’estimation en temps réel de la biomasse et de la chlorophylle (carte de gauche)
limitant ainsi les zones en sous ou sur fertilisation sur un blé d’hiver, Allemagne [Réf. 17].
Biomass
5,5 (5,1%)
5,5-6,0 (5,8%)
6,0-6,5 (7,3%)
6,5-7,0 (8,4%)
7,0-7,5 (11,3%)
7,5-8,0 (13,3%)
8,0-8,5 (13,6%)
8,5-9,0 (15,2%)
9,0-9,5 (12,4%)
9,5 (7,8%)
0m 100m
Kg N/ha
110 (10,3%)
100-110 (10,2%)
90-100 (12,8%)
80-90 (18,1%)
70-80 (18,3%)
60-70 (19%)
60 (11,5%)
Fig. 15
besoin en chaulage
Le besoin en chaulage lié à
l’utilisation d’ammonitrate
27% est moins important
que celui de l’urée [Réf. 18].
0
20
40
60
80
100
120
Lime demand
kgCaO/100kgN
Les engrais
DAN augmentent
l’efficacité de l’azote
et minimisent
les pertes.
Les capteurs
embarqués
fournissent des
informations
instantanées sur
le besoin en azote.
Cartographie de la biomasse par capteur Cartographie de l’apport en azote en temps réel
Biomasse
Ammonitrate
27%
Urée
+
15% N
Ammonitrate
33,5%
Solution
azotée
Urée
Solution
azotée
+
10% N

18
Références
[Réf. 1] Rapport de l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (2003) : « Agriculture mondiale : Horizons 2015/2030 ».
[Réf. 2] Von Witzke H., Noleppa, S. (2010): EU agricultural production and trade: can more efficiency prevent increasing ‘land-grabbing’ outside of Europe?,
Humboldt Universität zu Berlin.
[Réf. 3] Lesouder C., Taureau J. (1997): Fertilisation azotée, formes et modes d’actions. Perspectives Agricoles N° 221.
[Réf. 4] Yara International, Centre de recherche d’Hanninghof, Allemagne.
[Réf. 5] Dampney P., Dyer C., Goodlass G., Chambers B. (2006): Component report for DEFRA project NT2605/ WP1a. Crop Responses.
[Réf. 6] UNIFA, France : Essais longue durée - 2008/2011 - Initiative ADA.
[Réf. 7] Dampney P., Chadwick D., Smith K., Bhogal A. (2004): Report for DEFRA project NT2603. The behaviour of some different fertiliser-N materials.
[Réf. 8] Chadwick D., Misselbrook T., Gilhespy S., Williams J., Bhogal A., Sagoo L., Nicholson F., Webb J., Anthony S., Chambers B. (2005): Component
report for Defra project NT2605/WP1b. Ammonia Emissions and crop N use efficiency.
[Réf. 9] EMEP/CORINAIR Technical Report No. 16/2007.
[Réf. 10] Baumgärtel G., Engels T. Kuhlmann H. (1989) : Wie kann man die ordnungsgemaße N-Düngung überprüfer? DLG-Mitteilungen 9, 472 – 474.
[Réf. 11] Adapted from Anundskas, A. (2000): Technical improvements in mineral nitrogen fertilizer production. In: Harvesting energy with fertilizers.
Fertilizers Europe, Bruxelles.
[Réf. 12] Fertilizers Europe, Bruxelles.
[Réf. 13] Bellarby, J, Foereid, B, Hastings, A, Smith. P (2008): Cool Farming: Climate impacts of agriculture and mitigation potential. Greenpeace
International, Amsterdam, Pays Bas.
[Réf 14] Bouwman, A.F., L.J.M. Boumans, N.H. Batjes, 2002: Modeling global annual N2
0 and NO emmissions from fertilized fields. Global Biochemical
Cycles 16, 4, 1080, 1-9.
[Réf. 15] Adapted from Brentrup, F. (2010). Yara International, Research Centre Hanninghof, Allemagne.
[Réf. 16] Stamm, R. (2006). Streufehler bei Seitenwind. DLZ Agrarmagazin 10.2006.
[Réf. 17] Agricon: www.agricon.de/en/products/sensors-agronomy.
[Réf. 18] Sluijsmans C.M.J. (1970): Influence of fertilizer upon liming status of the soil. J. Plant Nutr. Soil Sci., 126.
fertile ...

19
Rencontrez la famille DAN sur :
www.danfertilizers.com

Fertilizers Europe représente la majorité des producteurs d’engrais azotés
en Europe et est reconnue comme la meilleure source d’informations du
secteur sur les engrais minéraux. L’association communique avec un grand
nombre d’institutions, de législateurs, de parties prenantes, et de membres
du public qui recherchent des informations sur la technologie des engrais et
d’autres sujets liés aux défis agricoles, environnementaux, et économiques
d’aujourd’hui. Le site Internet de Fertilizers Europe fournit des informations
sur des sujets d’importance destinées à toutes les personnes intéressées par
la contribution des engrais à la question de la sécurité alimentaire mondiale.
Fertilizers Europe
Avenue E. Van Nieuwenhuyse 4/6
B-1160, Bruxelles, Belgique
Tél: +32 2 675 3550
Fax: +32 2 675 3961
dan@fertilizerseurope.com
www.fertilizerseurope.com
www.facebook.com/fertilizerseuropepage
Group Fertilizers Europe
twitter.com/FertilizersEuro
www.youtube.com/fertilizerseurope
www.danfertilizers.com

Smart agriculture FR

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to Smart agriculture FR

Similar to Smart agriculture FR (9)

More from Belfertil Mobile

More from Belfertil Mobile (13)

Smart agriculture FR