Les systèmes traditionnels d’équilibre des fertilisants, qui ne sont définis que par les trois éléments primaires, soit l’azote (N), le phosphore (P) et le potassium (K), ne correspondent plus à une agriculture intensive, durable et de moindre risque sur l’environnement. Pour mieux préparer l’avenir, de nouveaux outils sont maintenant disponibles.

L'entretien et la régénération de la fertilité des sols sont devenus des priorités de l’agriculture durable d’aujourd’hui. L’augmentation de la taille des exploitations et une concentration de la production dans un nombre de plus en plus restreint d’exploitations n’ont fait qu’accroître les besoins d’une meilleure définition de l’équilibre nutritif. On accorde maintenant une attention particulière aux systèmes intégrés de nutrition des végétaux et on surveille de près la dissipation des engrais organiques ou minéraux dans l’environnement.

L’agriculture d’aujourd’hui nécessite le développement de nouvelles approches de recherche pour mieux définir les interactions complexes entre de multiples facteurs affectant la croissance des plantes afin de minimiser le risque de perte de rendement. Lorsqu’on examine une courbe de performance des cultures (voir le graphique), traduisant l’évolution des rendements ou de la croissance en fonction de la concentration foliaire d’un élément nutritif, nous distinguons trois portions. La première est l’insuffisance nutritive, suivie par la suffisance nutritive puis par l’excès qui se traduit généralement par une toxicité ou un antagonisme (l'ajout d'un élément peut en déséquilibrer un autre et réduire le rendement). Ces trois intervalles nutritifs sont séparés par la valeur minimale critique et la valeur maximale critique. La valeur minimale critique, au-delà de laquelle le rendement plafonne, peut être établie à partir d'expériences de fertilisation où l'élément en question est ajouté à des doses croissantes, en postulant que les autres éléments sont présents en quantité suffisante, mais non excessive. Au-delà de la valeur maximale critique, le niveau de rendement chute à nouveau. Il n'est généralement pas facile d'attribuer cette chute à un antagonisme ou à une toxicité sans recherche spécifique sur les mécanismes d'action.


Primaires versus secondaires
L’ancienne classification attribuait le statut primaire aux éléments fertilisants N, P et K, et le reste des éléments, bien qu’indispensables pour une très vaste gamme de plantes, étaient considérés comme secondaires. Or, pour se développer dans le milieu environnant (air, eau et sol), la plupart des végétaux prélèvent 16 éléments essentiels, soit C, H, O et une partie de S de l’eau et de l’air, ainsi que 13 éléments indispensables prélevés du sol. Un élément est dit indispensable s’il est directement impliqué dans le métabolisme végétal, ou si sans lui la plante ne peut pas compléter son cycle vital. Les éléments nutritifs provenant du sol sont donc regroupés en éléments indispensables (N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl), et utiles (Na, Si, Co, Ni, Se, Al). Tous ces éléments jouent un rôle important dans la nutrition des peuplements végétaux. Six éléments (N, P, K, Ca, Mg, S ) parmi les treize éléments indispensables sont les constituants de base des tissus végétaux dont l’analyse foliaire avait démontré des concentrations élevées par rapport aux sept autres (voir le tableau), d’où la différenciation entre éléments majeurs et éléments mineurs. Cependant, cette différenciation ne signifie pas qu’un élément est plus indispensable qu’un autre. Ces concentrations, exprimées en partie par million (ppm ou mg/kg) ou encore en nombre d’atomes, peuvent varier considérablement en fonction de l’espèce, de son âge et de la concentration foliaire des autres éléments nutritifs.


Dans le tableau, la barre séparant les éléments majeurs des mineurs est située entre le soufre et le chlore et permet de passer de l’échelle des dizaines de ppm à celle des milliers de ppm. Pour ce qui est de la plus petite unité structurale des tissus végétaux, les mineurs ont un nombre relatif inférieur à 3000 atomes par rapport aux majeurs dont le nombre varie de 30 000 à 1 000 000.

Malgré qu’ils se trouvent à des concentrations faibles, les éléments mineurs sont aussi des éléments indispensables puisqu’ils interviennent dans les réactions de régulation osmotique (comme le Cl), dans les réactions d'oxydoréduction (Fe, Mn, Cu) ou dans celles d’activités enzymatiques (Zn, Mo).

Cette nouvelle approche permettra de cibler encore mieux les besoins des plantes afin d’en assurer le meilleur rendement et la plus haute qualité.

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