Champ de labour agriculteur pour les cultures

COMMENT EST FAIT L'ENGRAIS

Les trois principaux composants dont les plantes ont besoin pour pousser sont la lumière du soleil, l'eau et les nutriments. Cependant, les plantes ont besoin de 17 nutriments différents pour être complètement saines. Trois d'entre eux, le carbone, l'oxygène et l'hydrogène, proviennent de l'air et de l'eau. Les macronutriments, y compris l'azote, le phosphore et le potassium, doivent provenir du sol. Chacun des éléments a une fonction essentielle pour maintenir une plante en bonne santé.

Les plantes ont besoin de ces 17 éléments nutritifs en quantités variables selon la plante. Même s'ils ont besoin de plus petites proportions de certains que d'autres, ils jouent tous un rôle essentiel. Les cultures qui n'ont pas un apport suffisant en nutriments seront moins saines, pousseront moins et produiront des rendements inférieurs. S'ils sont suffisamment déficients, ils pourraient même ne pas survivre. L'ajout d'éléments nutritifs au sol utilisé pour la culture des plantes les rend plus sains et augmente les rendements. Ils peuvent également stimuler la santé des plantes et les aider à réussir même dans des conditions non idéales. Lorsque les cultures sont cultivées à plusieurs reprises sur une parcelle de terre, elles éliminent les nutriments essentiels du sol. Pour garder le sol en bonne santé, les agriculteurs doivent soit attendre que ces éléments se reconstituent au fil du temps, soit utiliser des engrais pour aider à ramener ces éléments nutritifs au sol.

Dans cet article, vous apprendrez:

Homme labourant les cultures

L'importance de l'engrais

Les engrais permettent aux agriculteurs de nourrir la population mondiale croissante. L'industrie des engrais aux États-Unis fournit également plus de 89 000 emplois directs, soutient indirectement 406 000 emplois et génère plus de 155 milliards de dollars d'activité économique chaque année, selon le Fertilizer Institute. Les engrais inorganiques contiennent une gamme d'éléments naturels dont les plantes ont besoin pour survivre. L'obtention de ces matières premières et leur transformation sous des formes que les gens peuvent appliquer aux cultures nécessitent souvent des activités minières et divers procédés chimiques. Avant d'utiliser des engrais, il est important de comprendre les ingrédients qu'ils contiennent. Être informé des produits chimiques qui composent les engrais peut vous aider à les utiliser de manière efficace et responsable.

DE QUOI EST FAIT L'ENGRAIS

Les ingrédients exacts et les proportions de chacun d'entre eux varient selon les différents types d'engrais. Cependant, les trois principaux composants de tout mélange d'engrais sont l'azote, le phosphore et le potassium. Ces produits contiennent également des charges à base d'argile et des agents à écoulement libre qui aident à répandre l'engrais et à l'empêcher de durcir. Le contenu des engrais est décrit en utilisant la formule NPK, dans laquelle N est l'azote, P est le phosphore et K est le potassium. Lors de la description du contenu d'un sac d'engrais, chaque symbole sera remplacé par un nombre, tel que, par exemple, 10-10-10. Cette description signifie que 10% du poids du sac est composé d'azote, 10% de phosphore et 10% de potassium. Au total, 30% du poids du sac provient de ces trois ingrédients principaux, appelés macronutriments. Le reste est du remplissage et d'autres
éléments mineurs.

Ingrédients dans l'engrais

L'azote est essentiel à la croissance de la plante. Il fait partie de nombreuses structures végétales et permet divers processus nécessaires à la santé des végétaux. Les plantes qui reçoivent des quantités suffisantes d'azote auront une couleur vert plus foncé et pousseront plus vite que celles qui n'en reçoivent pas. Lorsque les plantes manquent d'azote, leurs feuilles jaunissent. Bien que l'azote soit présent dans l'air, les plantes ne peuvent pas l'absorber de l'atmosphère et doivent plutôt l'obtenir du sol.

L'azote favorise la croissance du feuillage et des tiges. C'est un composant central des acides aminés, qui sont les éléments fondamentaux des protéines. Ces protéines sont essentielles à la croissance des plantes ainsi qu'au développement des tissus et des cellules. L'azote fait également partie de l'acide nucléique qui forme l'ADN, qui stocke les informations génétiques et est responsable de la transmission des traits et des caractéristiques par les graines. C'est également un composant de la chlorophylle, qui donne aux plantes leur couleur verte et permet leur croissance. Parce que l'azote est un élément des protéines, de l'ADN et de la chlorophylle, il joue un rôle dans la majorité des processus vitaux des plantes.

Les stabilisateurs d'azote et / ou les inhibiteurs d'uréase de Brenntag peuvent être utilisés pour aider à réduire lavolatilisation(empêchant le N de se libérer dans l'atmosphère ou de «dégager du gaz» dans l'atmosphère), ladénitrification - enmaintenant le N dans l'ammoniac (NH3) le plus longtemps possible etlixiviation à l'azote- empêchant le N de tomber sous la zone racinaire. Si des stabilisants ou des inhibiteurs ne sont pas utilisés, un producteur peut voir jusqu'à 40% de son investissement en azote perdu.

Le phosphore est essentiel à divers processus végétaux dont la photosynthèse, la conversion de la lumière du soleil en énergie. Il est également responsable du déplacement de l'énergie dans une plante et de la respiration. C'est un composant des structures d'acide nucléique des plantes, qui contrôlent la synthèse des protéines. Pour cette raison, le phosphore est important pour le développement de nouveaux tissus et dans la division cellulaire.

Cet élément contribue également à la production de fruits et de fleurs et au développement des graines et des racines. Il améliore la résistance aux maladies, soutient la résistance à l'hiver et peut aider une plante à pousser plus vite.

Dans de nombreux cas, un agronome trouvera du phosphore dans les échantillons de sol d’un producteur, mais le phosphore est lié ou «enfermé» là où la plante ne peut pas être absorbée. Les cultivateurs peuvent modifier le phosphore lié en appliquant les produits Brenntag's Phosphate Enhancer.

Le potassium est connu pour son impact sur la qualité des plantes. Cela affecte la taille, la couleur, le goût et la forme des produits. L'effet du potassium est également crucial pour la tolérance à la sécheresse et à d'autres conditions météorologiques difficiles ainsi qu'au stress. Il joue également un rôle essentiel dans divers processus de l'usine. Le potassium fait ce qui suit:

  • Aide au développement des racines, à la floraison, à la fructification et à la croissance des tiges.
  • Aide à faciliter le mouvement de l'eau dans toute la plante, un processus connu sous le nom d'
    osmorégulation. Il affecte l'absorption de l'eau ainsi que sa perte par les stomates.
  • Ajuste la pression de l'eau à l'intérieur et à l'extérieur des cellules végétales
  • Aide à réguler le métabolisme des plantes
  • Contrôle l'ouverture et la fermeture des stomates, qui régule l'absorption de dioxyde de carbone (CO2),
    dans la photosynthèse
  • Déclenche l'activation de nombreuses enzymes liées à la croissance
  • Est crucial pour la production de L'adénosine triphosphate (ATP), qui est la source d'énergie de
    nombreux processus chimiques qui ont lieu dans les plantes,
  • est essentielle à la synthèse des protéines et de l'amidon

Les autres nutriments contenus dans les engrais se répartissent en deux catégories:les nutriments secondaires et les micronutriments. La plupart des plantes ont besoin de plus petites quantités de nutriments secondaires que de macronutriments, et elles ont besoin de micronutriments en quantités encore plus petites. Bien que les plantes aient moins besoin de ces nutriments, elles jouent toujours un rôle vital.

Les nutriments secondairescomprennent le calcium (Ca), le magnésium (Mg) et le soufre (S):

  • Le calciumréduit l'acidité du sol et aide la plante à absorber les nutriments. Il améliore également la résistance aux maladies et soutient la division cellulaire, la formation de la paroi cellulaire et l'activation des systèmes enzymatiques liés à la croissance des plantes.
  • Le magnésiumest nécessaire à la photosynthèse. En tant qu'élément de la chlorophylle, il aide également la plante à métaboliser le phosphore. Il a un impact sur la qualité des cultures, le développement des plantes et contribue à la production d'huiles, de graisses et de sucres.
  • Le soufreaide les plantes à synthétiser divers acides aminés et protéines. C'est également un composant essentiel de la chlorophylle et contribue à favoriser la rusticité pendant l'hiver. De plus, il aide à réduire l'accumulation de nitrate et d'azote non protéique dans la plante. Il améliore également la structure et la filtration de l'eau dans le sol.

micronutrimentssoutiennent divers aspects de la croissance des plantes et contribuent à augmenter les rendements, à améliorer l'intégrité structurelle et à produire des vitamines. Vous pouvez trouver les micronutriments suivants dans les engrais:

  • Le bore (B)aide à déplacer les sucres des racines vers le reste de la plante, aide à la division cellulaire et aide à la production d'acides aminés.
  • Le chlore (Cl)contribue au métabolisme des plantes, à la résistance aux maladies et à la photosynthèse.
  • Le cuivre (Cu)active les enzymes et aide à la synthèse des protéines et à la création de chlorophylle.
  • Le fer (Fe)est nécessaire à la production de chlorophylle et fait partie des enzymes.
  • Le manganèse (Mn)contribue également à la production de chlorophylle et active les enzymes.
  • Le molybdène (Mo)réduit les nitrates pour aider à la synthèse des protéines.
  • Le nickel (Ni)est également nécessaire à la création de la chlorophylle.
  • Le zinc (Zn)active les enzymes et contribue à l'équilibre hormonal des plantes.

Les charges dans les engrais sont des ingrédients inactifs et n'affectent pas la plante. Cependant, ils réduisent la concentration des nutriments afin qu'ils ne brûlent pas les plantes, empêchent les nutriments de s'agglutiner et de sécher, et facilitent l'étalement du mélange. Les matériaux de remplissage typiques comprennent le sable, le calcaire granulaire, la sciure de bois, la saleté stérile ou propre et les rafles de maïs broyées.

Liste des types d'engrais

Types d'engrais

Différentes cultures ont besoin de quantités variables des 17 éléments nutritifs pour se développer, de sorte que les agriculteurs utilisent souvent des engrais formulés spécialement pour le type de plantes qu'ils cultivent. Ils effectuent généralement des analyses de sol pour déterminer les niveaux de nutriments dont ils ont besoin pour augmenter. Ces résultats peuvent influencer les proportions chimiques que quelqu'un utilise.

Les engrais peuvent également être synthétisés ou organiques. Les engrais synthétisés se présentent sous diverses formes, à savoir sous forme granulaire et liquide. Chaque type a des propriétés différentes qui les rendent idéales pour différentes situations.

Les 3 types d'engrais comprennent:

  • Engrais granulaires Engrais
  • liquides Engrais
  • organiques et amendements du sol

Les engrais granulaires se présentent sous forme de granulés solides. Ils doivent se dissoudre ou se décomposer avant que les plantes puissent obtenir leurs nutriments, il faut donc généralement au moins quelques jours et un arrosage pour qu'ils commencent à agir. Ces engrais sont intégrés dans le sol pour améliorer l'accès des plantes aux nutriments.

La libération lente, temporisée ou contrôlée peut durer plusieurs mois selon la formule utilisée. Les nutriments de ces variétés ont un revêtement ou une imprégnation dans tout le granulé qui se décompose avec le temps, contrôlant la libération des nutriments. Ils fournissent des nutriments en petites quantités, que les plantes peuvent facilement absorber, de sorte que moins de nutriments sont gaspillés par volatilisation, dénitrification ou lessivage. Ils vous permettent également de réduire la fréquence à laquelle vous appliquez des engrais sur les cultures.

D'autres engrais se présentent sous forme de concentrés liquides ou de poudres solubles dans l'eau. Les concentrés peuvent être une réaction chimique ou être simplement mélangés avec de l'eau avant l'application. Les plantes peuvent absorber les nutriments de ces engrais immédiatement. Ces nutriments sont utiles pour donner aux plantes un coup de pouce rapide en pré-émergence pendant la plantation pour aider à la germination des graines, aidant ainsi le stade de croissance initial de la graine. Ils peuvent également être appliqués après la plantation par application foliaire sur les cultures, pour fournir à la plante des nutriments opportuns.

Les engrais organiques et les amendements organiques du sol proviennent de sources naturelles, ce qui signifie qu'ils sont fabriqués à partir ou par des êtres vivants plutôt que synthétisés. Ces types d'engrais comprennent les substances humiques, le compost, le fumier, les émulsions de poisson, la farine de sang, la farine de coton, la farine de plumes et les eaux usées traitées ainsi que d'autres substances naturellement présentes. Pour que les nutriments contenus dans ces substances soient accessibles aux plantes, les microbes du sol doivent décomposer les matériaux. L'activité biologique, géologique et chimique est un facteur influent dans la réplication des microbes essentiels et la croissance bactérienne.

Ces substances organiques ajoutent les mêmes nutriments au sol que les engrais chimiques, mais vous ne pouvez pas contrôler les proportions de chaque nutriment dans le matériau. Les produits organiques sont également à libération lente, et il n'y a aucune option pour une libération immédiate comme les engrais solubles dans l'eau. Les options organiques peuvent améliorer la structure du sol et la capacité de rétention d'eau ainsi que réduire l'érosion et la formation de croûtes du sol. Ils ont tendance à avoir une densité nutritive plus faible que les alternatives synthétisées. Comparés aux produits non organiques, ils n'ajoutent pas autant de sel et d'acide au sol et, par conséquent, fournissent un meilleur support aux microbes du sol, à une bonne croissance bactérienne, aux vers de terre et à d'autres flores.

Les agriculteurs marchant dans l'herbe

Histoire de l'utilisation d'engrais

Les gens ajoutent des engrais au sol dans les fermes depuis les premières années de l'agriculture, bien que les premières substances utilisées aient été des matières organiques telles que le fumier animal. Les chercheurs ont trouvé des preuves d'utilisation d'engrais remontant à 8 000 ans. À mesure que l'agriculture progressait, les agriculteurs en ont appris davantage sur l'utilisation des engrais. Dans l'Égypte ancienne, ils utilisaient les cendres créées par la combustion des mauvaises herbes. Dans la Grèce antique et à Rome, les agriculteurs utilisaient du fumier. Les premiers écrits montrent qu'ils utilisaient du fumier d'animaux différents en fonction du type de culture qu'ils cultivaient. Les autres engrais précoces comprenaient les déchets végétatifs, les coquillages et les déchets des processus de fabrication.

Au début du 17e siècle, les gens ont commencé à effectuer des recherches organisées sur l'utilisation des engrais. Francis Bacon a écrit sur les avantages de l'ajout de salpêtre sur les terres agricoles. Le scientifique Johann Glauber a également étudié l'utilisation du salpêtre comme engrais et a créé le premier engrais minéral complet. Sa formule comprenait du salpêtre, de l'azote, de l'acide phosphorique, de la chaux et de la potasse. Finalement, les scientifiques en ont appris davantage sur les exigences chimiques des plantes. Le scientifique Justus von Liebig a montré que les plantes ont besoin d'azote et de phosphore pour pousser. De telles découvertes ont conduit à des formules d'engrais encore plus raffinées. En 1842, Sir John Lawes a déposé un brevet pour un procédé de production de superphosphate utilisant du phosphate naturel et de l'acide sulfurique. Il a ensuite ouvert la première usine d'engrais, marquant le début de l'industrie des engrais synthétiques. Il a également fondé la première station de recherche agricole, Rothamsted Experimental Station. Avec Sir Henry Gilbert, Lawes a continué à étudier de manière approfondie les engrais. Après la Première Guerre mondiale, les installations qui fabriquaient de l'ammoniac et des nitrates synthétiques destinés à être utilisés dans des explosifs se sont converties en usines d'engrais, donnant à l'industrie des engrais artificiels une impulsion substantielle.

L'industrie des engrais continue de progresser. Les recherches actuelles visent souvent à rendre les engrais plus respectueux de l'environnement en réduisant le potentiel de ruissellement dans les sources d'eau, en améliorant les méthodes d'application et en développant des formules plus concentrées. La recherche explore également de nouvelles sources d'engrais, en particulier des options organiques qui peuvent être produites de manière durable.

COMMENT EST FABRIQUÉ L'ENGRAIS

Les fabricants obtiennent les nutriments utilisés dans les engrais de diverses sources, souvent par le biais de l'exploitation minière ou d'autres formes d'extraction. Les sources passent ensuite par des processus pour isoler les nutriments et les convertir en formes utilisables avant de les combiner et de les emballer en mélanges d'engrais.

Les fabricants d'engrais extraient l'azote de l'atmosphère grâce à un processus qui aboutit à la production d'ammoniac. Ce processus consiste à pomper du gaz naturel et de la vapeur, puis de l'air, dans un grand récipient. La combustion du gaz naturel et de la vapeur élimine l'oxygène de l'air. L'introduction d'un courant électrique élimine le dioxyde de carbone de l'air, ce qui entraîne la production d'ammoniac. D'autres procédés peuvent être appliqués pour éliminer toutes les impuretés.

L'ammoniac peut être utilisé directement comme engrais, mais il est souvent converti en d'autres substances pour faciliter la manipulation. Par exemple, les fabricants convertissent l'ammoniac en acide nitrique grâce à un procédé qui utilise des catalyseurs en présence d'air et d'eau. La combinaison de l'ammoniac et de l'acide nitrique crée du nitrate d'ammonium, qui a une concentration élevée en azote.

Le phosphore peut être trouvé dans la roche phosphatée. Pour utiliser le phosphate, cependant, vous devez l'isoler du minerai. Une méthode typique pour y parvenir consiste à utiliser de l'acide sulfurique, qui produit de l'acide phosphorique. Ensuite, la substance est mise à réagir avec de l'acide sulfurique et de l'acide nitrique, qui produit du triple superphosphate. Les fabricants mélangent également de l'acide phosphorique avec de l'ammoniac, ce qui crée du phosphate d'ammonium.

Le potassium utilisé dans les engrais provient de la potasse, le terme désignant les divers minéraux et composés contenant du potassium. Le nom vient d'une technique précoce d'obtention de potassium, qui consistait à collecter les cendres de bois dans des pots en métal.

La plus grande partie de la potasse utilisée dans l'agriculture aujourd'hui est extraite de roches telles que la sylvanite, qui s'est formée lorsque les mers anciennes se sont évaporées, laissant derrière elles des minéraux concentrés. Les transformateurs écrasent la roche, puis utilisent un processus de flottation pour éliminer le sel et l'argile avant de laisser sécher la saumure et de la dimensionner par criblage. Le chlorure de potassium, le sulfate de potassium, le sulfate de potassium-magnésium, le thiosulfate de potassium et le nitrate de potassium sont tous des sources de potassium pour l'engrais, le chlorure de potassium étant le plus important.

Les nutriments secondaires et les micronutriments sont également obtenus grâce à des processus qui impliquent souvent l'extraction et la transformation. Le calcium, par exemple, provient du calcaire sous forme de carbonate de calcium, de sulfate de calcium ou de carbonate de calcium et de magnésium. Le magnésium provient de la dolomite. Le soufre est souvent un sous-produit d'autres procédés industriels.

Homme vérifiant les cultures avec iPad

Traitement des matériaux

Une fois que les fabricants ont extrait les éléments bruts, le matériau est expédié par barge vers des installations de stockage dans le monde entier, puis fourni et vendu sous forme solide à partir de la quantité de sacs de barge. Les éléments sous forme liquide ou gazeuse seront généralement transportés par des pipelines, des wagons ou des camions en vrac.

Les détaillants d'engrais mélangent les nutriments selon leurs formules pour créer des mélanges d'engrais N-P-K en fonction des carences du sol, les mélangeant souvent dans de grands récipients de mélange. Ces conteneurs tournent de manière très précise pour produire des mélanges selon les spécifications requises.

Tout au long du processus de production, les fabricants surveillent la qualité de leurs produits et effectuent divers tests physiques et chimiques pour s'assurer qu'ils répondent aux spécifications. Ils peuvent vérifier le pH, le point de fusion, la densité et les tests chimiques. La réglementation gouvernementale exige également des tests pour vérifier le contenu de ces produits.

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