Soutenance mémoire
Rôle des engrais [2]
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 XIXe siècle, 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 « les agriculteurs sont harcelés par des marchands d’engrais qui prétendent que leurs concentrés chimiques sont plus efficaces que le fumier. La Société impériale d’agriculture, qui a effectué des essais, met en garde contre ces engrais concentrés, qui ne sauraient selon elle remplacer le fumier. » 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. Sinon, on parle également des engrais binaires NP, NK, PK ou d’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, audelà d’un seuil variant selon les éléments, certaines synergies entre éléments, et selon le pH du sol.
Effet sur l’environnement et la sante
L’utilisation des engrais entraîne deux types de conséquences qui peuvent comporter des risques sanitaires (atteinte à la santé de l’homme) ou des risques environnementaux (dégâts sur les écosystèmes). Le risque sanitaire le plus connu est celui relatif à la consommation d’eau riche en nitrate, résultant de la fertilisation azotée, par le nourrisson. Le risque environnemental le plus cité est celui de la pollution de l’eau potable ou de l’eutrophisation des eaux, lorsque les engrais, organiques ou minéraux, répandus en trop grande quantité par rapport aux besoins des plantes et à la capacité de rétention des sols, qui dépend notamment de sa texture, sont entraînés vers la nappe phréatique par infiltration, ou vers les cours d’eau par ruissellement. Un risque environnemental moins cité, et pourtant très important lui aussi, est la contribution au réchauffement climatique, due aux fortes émissions, après épandage, d’oxydes d’azote, notamment le protoxyde d’azote (N2O), qui est un puissant gaz à effet de serre, à fort potentiel de réchauffement global mais à durée de résidence modéré (de l’ordre de 100 ans). Plus généralement, les conséquences de l’utilisation des engrais, qui peuvent comporter des risques et qui sont soumises à la critique, sont les suivantes :
Effets sur la qualité des sols, leur fertilité, leur structure, l’humus et l’activité biologique ;
Effets sur l’érosion ;
Effets d’eutrophisation des eaux douces et marines liés au cycle de l’azote et de pollution diffuse induite par la toxicité des nitrates dans l’eau potable ou pour certaines espèces, et par leur caractère eutrophisant et favorisant la turbidité de l’eau;
Effets liés à la dégradation des engrais inutilisés, qui émettent des gaz à effet de serre, oxydes d’azote (protoxyde d’azote N2O et N2O4), dans l’atmosphère8 ;
Effets d’eutrophisation des eaux douces et marines liés au cycle du phosphore (eutrophisation voire Dystrophisation) ;
Effets liés aux autres éléments nutritifs : potassium, soufre, magnésium, calcium, oligoéléments ;
Effets liés à la présence de métaux lourds : cadmium, arsenic, fluor, présents dans les engrais minéraux et dans les lisiers de porc ;
Effets liés à la présence d’éléments radioactifs (significativement présents dans les phosphates),
Effets sur les parasites des cultures ;
Effets sur la qualité des produits ;
Pollution émise par l’industrie de production des engrais chimiques et certains engrais organiques ;
Utilisation d’énergie non renouvelable pour leur transport et épandage épuisement des ressources minérales ;
Effets indirects sur l’environnement, dont par la mécanisation pour l’agriculture intensive, et les épandages.
La fraction Minérale
On appelle terre fine, la terre dont on a éliminé les cailloux et graviers de plus de 2 mm. Elle est constituée de sable, de limon et d’argile dont on peut connaître les proportions respectives grâce à l’analyse granulométrique, qui les classifie selon leur taille, puis on détermine la texture du sol grâce au triangle.
– Il est ainsi possible de prévoir son comportement physique, son potentiel de production, les dates et types d’interventions culturales.
– Les particules argileuses jouent un rôle important dans la mise en réserve des éléments nutritifs présents dans le sol et sur la capacité de rétention de l’eau. La fraction minérale représente l’ensemble des produits de la dégradation physique puis chimique de la roche mère. On peut les classer par diamètres décroissants:
– les graviers et cailloux : ∅ > 2 mm ;
– Les sables grossiers : 2 mm >∅> 0,2 mm ;
– Les sables fins : 0,2 mm >∅> 0,05 mm ;
– Les limons : 0,05 mm >∅> 0,002 mm ;
– Les argiles : 0,002 mm >∅
La structure du sol est la façon dont les particules solides sont disposées les unes par rapport aux autres. On distingue :
– La structure granuleuse qui donne de bonnes terres agricoles. Les particules solides sont agencées en agrégats : squelettes de grains de sables unis par un complexe d’argiles et d’humus (complexe argilo-humique). Les vides permettent la circulation de l’air et de l’eau, et la pénétration des racines.
– La structure compacte qui offre une résistance à la pénétration des racines.
– La structure particulaire où éléments sableux sont entassés sans liaison. Elle permet une bonne pénétration des racines, mais ne retient pas l’eau.
Les engrais azotés
Ils apportent sous différentes formes l’élément azote N nécessaire aux cultures : L’azote joue un rôle primordial dans le métabolisme des plantes. C’est le constituant numéro un des protéines, composants essentiels de la matière vivante. Il s’agit donc d’un facteur de croissance, mais aussi de qualité (teneur en protéines des céréales par exemple). Les plantes, à l’exception des légumineuses (luzerne, trèfle, petit pois…), ne peuvent pas absorber l’azote sous sa forme gazeuse. L’azote devra donc être apporté par les fertilisants. En revanche, il ne sera pas nécessaire d’apporter des engrais azotés aux légumineuses. Dans le sol, l’azote se trouve sous forme organique (humus) ou minérale (ammonium ??4+, nitrate ??3−). L’azote organique provient des résidus des récoltes précédentes, d’engrais organiques, et doit être transformé par les bactéries présentes dans le sol en nitrates pour être utilisable par les plantes ; c’est ce qu’on appelle la minéralisation. L’essentiel de la nutrition azotée des plantes est assurée par les nitrates. L’azote sous forme d’ions nitrate, est un élément très soluble, peu retenu par le sol. Apporté en trop grande quantité, l’excédent est lessivé (dissous, puis emporté par l’eau circulant dans le sol) et donc perdu pour la plante. L’azote doit donc être apporté, autant que possible, juste avant son absorption par la plante, afin d’éviter le lessivage vers la nappe phréatique. Par ailleurs, l’excès d’azote par temps froid et couvert, entraîne l’accumulation des nitrates dans la plante (par exemple, dans les pommes de terre). Or l’excès de nitrate dans le tissu végétal est néfaste pour la santé. Ces particularités expliquent que son apport soit généralement annuel, voire fractionné.
– Les engrais nitriques, comme le nitrate de sodium ????3 et le nitrate de calcium ??(??3)2, contiennent l’azote sous la forme d’ions nitrate ??3
− directement assimilables par les plantes. Ces engrais ont donc une action très rapide sur les cultures.
– Les engrais ammoniacaux, comme le sulfate d’ammonium (NH4)2SO4 qui est particulièrement intéressant pour les cultures exigeantes en soufre, le chlorure d’ammonium NH4Cl, etc. contiennent l’azote sous forme d’ions ammonium ??4 +.Ces ions sont fixés par la terre, puis lentement transformés en ions nitrate avant d’être assimilés par les plantes. Ces engrais ont donc une action lente et durable.
– Les engrais ammoniaco-nitriques sont constitués de nitrate d’ammonium NH4NO3et commercialement appelés ammonitrate. Ils permettent une fertilisation rapide (action des ions nitrate) et durable (effet à long terme des ions ammonium).Les engrais phosphatésIls apportent l’élément phosphore P nécessaire aux cultures, principalement sous forme d’ions phosphatés ??43−, ???42−-, ?2??4−).Les gisements de phosphate sont essentiellement constitués de phosphate de calciumCa3(PO4)2. Ces phosphates naturels, peu solubles dans l’eau, doivent être souvent transformés en composés plus solubles, assimilables par les plantes.
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Table des matières
Introduction
Première Partie : Etude Bibliographique
CHAPITRE I : ETUDES DES ENGRAIS
1.Historique sur les engrais
2.Généralités sur les Engrais
2.1.Définitions
2.2.Classification des Engrais
3.Conclusion Partielle [6]
CHAPITRE II : ETUDE DU SOL
1.Généralités et Définitions
1.1.Constituant du sol [9]
1.2.Texture du sol
1.3.Profil du sol
1.4.Fonction du sol
2.Le complexe argilo humique
2.1.Définition
2.2.Propriétés du complexe argilo humique
3.Les différents types de sols et leur repartions a Madagascar [11]
3.1.Notion de profil et d’horizon Géologique
3.2.Constituants d’un profil
3.3.Les différents types de sols
CHAPITRE III : Le besoin des plantes
1.La composition des végétaux [12]
2.L’origine et le rôle des différents éléments
2.1.Les éléments carbone C, hydrogène H et oxygène O
2.2.L’élément azote N
2.3.L’élément phosphore P
2.4.L’élément potassium K
2.5.L’élément soufre S
2.6.Les éléments calcium Ca et magnésium Mg
2.7.Les oligo-éléments
3.Utilité et apport des engrais dans la plante
3.1.Les engrais azotés
3.2.Les engrais Phosphatés
3.3.Les engrais potassiques
CHAPITRE IV : ETUDE DE LA BANANE
1.Généralités sur la banane
1.1.Définition [13]
1.2.Origine
1.3.La production mondiale de banane
1.5. Production de banane a Madagascar [14]
2.Description du fruit [15]
2.1.Racines
2.2.Les Feuilles
2.3.Le bulbe
2.4.Le tronc
2.5.L’inflorescence
2.6.Les Fleurs
2.7.Le fruit
Deuxième partie: Partie expérimentale
CHAPITRE V : Etude expérimentale et méthodologie
1.Traitement primaire
1.1.Collecte de peau de banane
1.2.Séchage a l’air libre
1.3.Broyage et Calcination
1.4.Mise en solution des cendres.et solution
2.Traitement Chimique [16]
2.1.Utilisation de l’acide tartrique
2.2.Traitement par le ?????
2.3.Traitement par acide fort
2.4.Equation bilan des réactions
2.5.Caractéristique des engrais
2.6.Conclusion partielle
Troisième Partie: Etude environnementale et économique
1.Etude d’impacte environnementale
1.1.Inconvénients
1.2.Alternatives
2.Etudes économiques et stratégies d’élaboration du projet
2.1.Stratégies d’élaboration du projet
2.1.1.Récolte massive de peau de bananes
2.1.2.Consommation d’énergie
2.2.Etudes économiques
2.3.Comparaison économique et généralité d’utilisation
2.4.Engrais liquide et engrais solide, économie en conditionnement
CONCLUSION GENERALE
REFERENCE BIBLIOGRAPHIQUE
ANNEXES
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