Les étapes du cycle de l’azote dans le sol
Le cycle se lit comme une boucle : l’azote entre dans le sol, change de forme sous l’action des micro-organismes, nourrit la plante, puis revient au sol.
La fixation de l’azote de l’air
L’air contient de l’azote gazeux (N2). Les légumineuses (pois, féverole, luzerne, trèfle…) vivent en symbiose avec des bactéries logées dans les nodosités de leurs racines : elles peuvent ainsi fixer l’azote de l’air.
L’apport de matière organique
Résidus de récolte, racines et fertilisants organiques (fumiers, composts, engrais organiques) apportent au sol de l’azote organique. C’est un stock : la plante ne peut pas l’absorber tel quel, il doit d’abord être minéralisé.
La minéralisation, ou ammonification
Les micro-organismes du sol décomposent la matière organique et libèrent l’azote sous forme d’ammonium (NH4+). Son rythme dépend du type de matière organique, de l’activité biologique du sol, de la température et de l’humidité.
La nitrification
Des bactéries du sol transforment l’ammonium en nitrate (NO3−). C’est en général rapide, plus ou moins selon les conditions du sol : le nitrate se forme presque au fur et à mesure que l’ammonium est libéré.
L’absorption par la plante
Les racines prélèvent surtout le nitrate : c’est la forme principale par laquelle l’azote entre dans la plante. L’ammonium est peu prélevé tel quel.
Le retour au sol
Feuilles, tiges et racines laissées au champ redeviennent de la matière organique, qui sera minéralisée à son tour : la boucle recommence.
Où l’azote se perd-il ?
À plusieurs moments du cycle, une partie de l’azote quitte le sol sans avoir nourri la plante.
La volatilisation
Une partie de l’azote ammoniacal passe sous forme de gaz ammoniac (NH3) et part dans l’atmosphère. Le risque augmente quand on épand par temps sec, chaud et venteux, et avec les engrais à base d’urée.
La dénitrification
Le nitrate est transformé en azote gazeux, qui retourne dans l’air.
Le lessivage (lixiviation)
Le sol n’a aucun pouvoir de fixation du nitrate : l’eau qui draine sous les racines l’entraîne en profondeur, jusqu’à la nappe. Plus il passe d’eau, plus le nitrate descend.
Pour l’eau du robinet, la limite de qualité est fixée à 50 mg de nitrates par litre. Couvrir le sol pendant l’hiver, avec une culture intermédiaire, limite ces pertes.
Pourquoi le sol retient l’ammonium et pas le nitrate
L’argile et l’humus forment le complexe argilo-humique, chargé négativement. L’ammonium (NH4+), chargé positivement, s’y fixe : il est peu lessivable. Le nitrate (NO3−) porte la même charge que ce complexe : il n’est pas retenu et suit l’eau. C’est pourquoi seule la forme nitrique est lessivable.
Ce que le cycle de l’azote change pour la fertilisation
L’azote d’un engrais minéral est plus rapidement assimilable que l’azote organique, qui doit d’abord être minéralisé. Un apport organique libère donc son azote progressivement, au rythme de l’activité du sol, de la température et de l’humidité.
Comme le sol ne retient pas le nitrate, l’azote est mieux valorisé quand des racines sont présentes pour le prélever.
Pour la vue d’ensemble (sol, humus, éléments nutritifs, engrais et amendements) : lisez notre article Fertilisation des sols et des plantes : comment ça marche ?
Les formes de l’azote dans le sol
Lire la transcription
Sur le sac, on lit « azote », mais dans le sol l’azote change de visage et la plante n’en absorbe que certaines formes. Dans la matière organique, l’azote est enfermé dans des protéines que la racine ne peut pas absorber. Les microbes du sol découpent ces protéines en ammonium, première forme minérale : c’est l’ammonification. L’ammonium, chargé positivement, s’accroche aux argiles et à l’humus : la pluie ne l’emporte pas facilement. Dans un sol aéré, d’autres bactéries en font du nitrite puis du nitrate : c’est la nitrification. Le nitrate, chargé négativement, glisse sur l’argile : la racine le prend vite, mais la pluie aussi. D’autres pertes guettent : l’ammoniac s’envole d’une urée en surface, et un sol gorgé d’eau rend l’azote à l’air. Bien fertiliser, c’est régler le rythme : une source organique libère son azote peu à peu, quand le sol se réchauffe.
Vos questions, en clair
Quelle différence entre minéralisation et nitrification ?
La minéralisation transforme l’azote organique en ammonium (NH4+) ; la nitrification transforme ensuite cet ammonium en nitrate (NO3−). Les deux sont l’œuvre des micro-organismes du sol, et se suivent de près.
Qu’est-ce que la dénitrification ?
C’est la transformation du nitrate en azote gazeux, qui repart dans l’atmosphère : une perte d’azote pour la culture.
Pourquoi parle-t-on de pollution des eaux par les nitrates ?
Parce que le sol ne retient pas le nitrate : l’eau qui draine l’entraîne vers les nappes. Pour l’eau du robinet, la limite de qualité est de 50 mg de nitrates par litre.