vignette|Engrais chimiques composés conditionnés en gros sacs de (TIMAC Agro, filiale du groupe Roullier). Bourgogne-Franche-Comté, France.|alt=Engrais chimiques composés conditionnés en gros sacs de 600 kg (TIMAC AGRO).
Les engrais sont des substances utilisées seules ou en mélanges, et destinées à apporter aux plantes des compléments d'éléments nutritifs pour en améliorer la croissance et le rendement. Il existe trois types d'engraisVoir le chapitre , , dans Anses (2018) rapport d’expertise collective ; Saisine « 2015-SA-0140 (oct 2018) . : les engrais organiques (d’origine animale, origine végétale ou synthétisés) ; les engrais minéraux (leurs éléments nutritifs déclarés sont des sels minéraux obtenus par extraction et/ou par des procédés industriels, physiques et/ou chimiques) ; les engrais organo-minéraux (leurs éléments nutritifs déclarés sont d'origine à la fois organique et minérale, obtenus par mélange et/ou combinaison chimique d'engrais ou produits organiques et minéraux). L'apport d'engrais est l'une des modalités de fertilisation (avec les amendements, des produits fertilisants). Les engrais font partie des « consommables » de l'agrofourniture. La fertilisation se pratique en agriculture, horticulture, sylviculture et lors des activités de jardinage. Certains fertilisants contiennent des adjuvants pour matières fertilisantes qui modifient les qualités physiques, chimiques ou biologiques d'une matière fertilisante, à laquelle ils sont ajoutés en mélange extemporané. Leur rôle est d’augmenter l'efficacité de la matière active. Les engrais sont utilisés depuis l'Antiquité, quand on ajoutait au sol, de façon empirique, les phosphates des os, calcinés ou non, l'azote des fumures animales et humaines, le potassium des cendres.
En France, un engrais est un .
Historique vignette|Nitrate de chaux Le Gaulois, 1927. Les Égyptiens, durant des milliers d'années, ont utilisé les limons apportés par les crues du Nil pour enrichir et entretenir les sols. Divers amendements ont été utilisés dans le monde, des poissons enterrés sous le maïs en Amérique du Nord, les excréments humains et animaux. En Grèce antique, les engrais animaux et minéraux sont connus, ainsi que du fumier, et des engrais verts, les plus souvent utilisés.
La poudrette est au un engrais préparé à partir de matière fécale humaine. Elle est préparée à partir des vidanges des fosses d'aisances des grandes villes dans des usines spécialisées qui étaient aménagées en périphérie.
Début , Justus von Liebig affirme dans sa Chimie organique appliquée à la physiologie végétale et à l’agriculture que les plantes contiennent des sels minéraux, et qu'elles ont extrait des substances minérales du sol. Il conclut à la nécessité de restituer à la terre les sels dont elle a été privée progressivement par l'absorption végétale. Très lentement, ces idées sont diffusées à la campagne.
On commence à fabriquer des engrais azotés et potassiques à Valenciennes en 1838. L'usage des phosphates ne se généralise en France qu'après 1870 (« trous à phosphates » de la phosphatière du Cloup d'Aural, découverts par Jean-André Poumarède et mis en exploitation dans les années 1870, travaux de Jean-Baptiste Dumas et de Georges Ville). En 1871, la société Saint-Gobain monte deux usines de fabrication des superphosphates : à Chauny et à Montluçon. En 1876, le Chili et le Pérou sont en guerre pour la conquête du seul gisement d'engrais nitrates connus (Guerre hispano-sud-américaine ou « la guerre du Guano » et guerre du Pacifique. Jusqu'en 1914, on se contentera de rechercher et d'exploiter les sources minérales d'engrais. Les gisements de phosphates d'Algérie sont mis en exploitation en 1893, ceux de Tunisie en 1899, ceux du Maroc seront découverts en 1917. On utilise concurremment les scories de déphosphorisation (Scories Thomas). Dans le domaine de l'azote, on utilise simultanément les nitrates du Chili et les engrais ammoniacaux provenant de la récupération des eaux usées ou de la purification des gaz de cokeries (Sulfate d'ammonium). À partir de 1900, le procédé Birkeland-Eyde permet de fabriquer des nitrates de calcium, et l'on commence à utiliser la cyanamide calcique.
La Première Guerre mondiale détermine un bouleversement complet du marché des engrais azotés. L'Allemagne, isolée des producteurs de nitrates, donne une portée industrielle au procédé Haber permettant de fabriquer de l'ammoniaque à partir de l'azote de l'air. Il est employé à la fabrication d'explosifs comme le trinitrotoluène. Après la guerre, des cartels ont rassemblé producteurs d'azote synthétique et producteurs de nitrates pour résoudre la violente crise de concurrence ouverte entre les marchés de nitrates naturels et ceux d'azote industriel. La soude, primitivement extraite des eaux-mères des marais salants par le procédé Balard, est fournie depuis 1890 par les salines, en France, les salines de Lorraine. La France est enfin particulièrement avantagée par la possession de mines de potasse d'AlsaceGeorge Pierre, Quelques notes sur le mécanisme du commerce des engrais. Dans L'information géographique, , , 1940, ([www.persee.fr/doc/ingeo_0020-0093_1940_num_4_4_5929 lire en ligne])..
Au début du , le commerce et l'industrie des engrais se constituent en très grosses sociétés liées entre elles par des accords internationaux contingentant la production pour limiter l'effet des crises par la suppression de la concurrence : entente mondiale de l'azote, cartel des phosphates. Par l'intermédiaire du commerce des engrais, l'influence de l'économie moderne s'exerce sur la vie et le rythme des prix à la campagne.
En 2007, la consommation mondiale d'engrais représentait près de soit 179 milliards de kilogrammes, dont 61,6 % d'azote, 23,1 % de phosphates et 15,3 % de potasses..
Rôle
Pour accomplir le processus de leur vie végétative, les plantes ont besoin d'eau, de près de vingt éléments nutritifs qu'elles trouvent sous forme minérale dans le sol, de dioxyde de carbone (CO2) apporté par l'air, et d'énergie solaire nécessaire à la synthèse chlorophyllienne.
Puis, avec l'avènement de l'industrie chimique, charbonnière et pétrolière au , sont apparues des formes chimiques de plus en plus « pures » des éléments de base (NPK). Ces engrais chimiques, en dépit de leurs effets immédiats sur la croissance, n'ont pas toujours été facilement acceptés : par exemple, en 1858, dans le nord de la France, la presse locale rapportait qu'à l’approche des semailles Journal L'Indépendant, avril 1858, repris à partir des archives par les éphémérides de la semaine du 31 mars au 6 avril 2008..
Les engrais doivent apporter, en justes proportions : des éléments de base, aussi appelés macronutriments, azote (N), phosphore (P), potassium (K) ; on parle des : engrais ternaires de type NPK si les trois sont associés, engrais binaires NP, NK ou PK, engrais simples s'ils sont constitués d'un seul de ces éléments N ou P ou K ; des éléments secondaires, calcium (Ca), soufre (S), magnésium (Mg) ; des oligo-éléments, tels que le fer (Fe), le manganèse (Mn), le molybdène (Mo), le cuivre (Cu), le bore (B), le zinc (Zn), le chlore (Cl), le sodium (Na), le cobalt (Co), le vanadium (V) et le silicium (Si).
Ces éléments secondaires se trouvent habituellement en quantité suffisante dans le sol, et ne devraient être ajoutés qu'en cas de carence, la plupart devenant toxiques, à faible dose, au-delà d'un seuil variant selon les éléments, certaines synergies entre éléments, et selon le pH du sol.
Les plantes ont besoin de quantités relativement importantes des éléments de base, les macroéléments. L'azote, le phosphore et le potassium sont donc les éléments qu'il faut ajouter le plus souvent aux sols pauvres ou épuisés par l'agriculture intensive. Ces ressources sont consommées par les plantes et ne se reconstituent pas entièrement par la jachère.
L’azote (N) contribue au développement végétatif de toutes les parties aériennes de la plante et de sa construction même. Il est profitable à la plantation, au printemps, lors de la pousse de la végétation, et aux légumes feuillus, à condition de le distribuer sans excès car cela se ferait au détriment du développement des fleurs, des fruits ou des bulbes. Il est le constituant des acides nucléiques, charpente de l'ADN, des acides aminés qui s'assemblent en protéines et de la molécule de chlorophylle (qui compte 4 atomes d'azote) nécessaire à la photosynthèse. On trouve de l'azote dans le sang séché, dans les tontes de gazon ou dans le purin d'orties. Sous forme chimique (ion NO3- dit « nitrate »), il est particulièrement soluble dans l'eau et utilisé en excès il est à l'origine de la pollution azotée. Le phosphore (P) renforce la résistance des plantes et contribue au développement des racines. Le phosphore est extrait principalement des roches phosphatées, on le trouve également dans la poudre d'os ou dans les fientes. Utilisé en excès, il est un facteur d'eutrophisation de l'eau. Les engrais phosphatés chimiques contiennent une multitude d'éléments minéraux secondaires et d'oligo-éléments dont de petites quantités d'uranium (radionucléide) et de cadmium (métal lourd). Le potassium (K) contribue à favoriser la floraison et le développement des fruits. Le potassium se trouve dans la cendre de bois, qui peut par ailleurs contenir des métaux lourds, ou des radionucléides dans certaines régions.
La chaux calcique est un amendement agricole et une source de calcium. La chaux dolomitique fournit du calcium et du magnésium. Le soufre est généralement présent en quantité suffisante dans le sol.
Types Les engrais peuvent être de trois types : organiques, minéraux et organo-minéraux.
Engrais organiques Les engrais organiques sont généralement d'origine animale ou végétale. Ils peuvent aussi être synthétisés, comme l'urée.
Les premiers sont typiquement des déchets industriels, tels que des déchets d'abattoirs : sang desséché, corne torréfiée, déchets de poissons, boues d'épuration des eaux. Ils sont intéressants pour leur apport en azote à décomposition relativement lente, et pour leur action favorisant la multiplication rapide de la microflore du sol, mais n'enrichissent guère le sol en humus stable.
Les seconds peuvent être des déchets végétaux : résidus verts, compostés ou pas, et ils peuvent être constitués aussi de plantes cultivées spécialement comme engrais vert, ou préparées dans ce but, comme le purin d'ortie, ou les algues. Ce sont aussi des sous-produits de l'élevage, tels que les fumiers, composés pour la plupart de litière végétale et de déjections ; celles-ci ne sont pas des matières animales, mais des végétaux plus ou moins digérés : lisier, fientes
Le principe de l'engrais vert reprend la pratique ancestrale qui consiste à enfouir les mauvaises herbes. Elle s'appuie sur une culture intermédiaire piège à nitrates, enfouie sur place. Quand il s'agit de légumineuses, telles que la luzerne ou le trèfle, on obtient, en plus, un enrichissement du sol en azote assimilable, car leur système radiculaire associe des bactéries, du genre Rhizobium, capables de fixer l'azote atmosphérique. Pour rendre cette technique plus efficace, on sème les graines avec la bactérie préalablement associée.
+Composition en NPKde différents engrais organiquesÀ ne jamais apporter au sol la même année qu'un chaulage.EngraisNPK Fumier de bœuf617 Fumier de vache414 Fumier de cheval615 Fumier de porc415 Fumier de poule231017 Fumier de mouton817 Fumier de lapin2450,5 Fumier de guano10132 Plumes8000 Cendres de bois0110 Sang desséché 1211 Os4200 Corne1210 Farine de poisson9124 Déchets de peaux1000 Urée4600 Tourteau de ricin600
Engrais minéraux Les engrais minéraux sont des substances d'origine minérale, produites par l'industrie chimique, ou par l'exploitation de gisements naturels de phosphate et de potasse.