Les clés du raisonnement des apports PK

Pourquoi fertiliser en phosphore et potassium alors que les sols en contiennent déjà d’importantes quantités ? Parce que seule une faible fraction de ces éléments est réellement disponible pour les plantes à un instant donné. Toute la logique du raisonnement PK selon la méthode Comifer consiste donc à garantir cette disponibilité au moment où la culture en a besoin.

Les sols cultivés contiennent beaucoup de phosphore et de potassium dans la couche de surface historiquement labourée. Leur teneur varie toutefois selon le type de sol, le niveau d’altération de ce sol et, bien sûr, l’historique de fertilisation. Ramenés à la masse de sol sec, le phosphore (P) représente de l’ordre de 1 pour mille et le potassium (K), environ 10 fois plus.

Mais tout n’est pas immédiatement disponible pour les plantes. Ces éléments sont présents dans les sols sous des formes très diverses, en quantité variable. Le compartiment organique, même s’il représente en moyenne 30 % du phosphore total dans les sols, participe peu à la nutrition des plantes, du fait d’une production annuelle très faible d’ions phosphate par minéralisation.

À un instant donné, seule une très faible fraction du phosphore et du potassium est ainsi présente sous forme ionique dans la solution du sol et directement accessible aux racines.

Lorsque celles-ci prélèvent du phosphore ou du potassium, elles créent localement une baisse de la concentration. Cette baisse est progressivement compensée par la libération d’éléments initialement fixés sur la phase solide du sol, qui se déplacent par diffusion vers la solution du sol.

Mais la diffusion est lente et variable, selon le sol et la quantité de P et K. Elle ne permet pas toujours de mettre à disposition des plantes des quantités suffisantes d’éléments assimilables. Les engrais viennent donc apporter des éléments plus facilement disponibles pour répondre aux besoins des plantes, surtout pendant leur phase juvénile, particulièrement sensible aux carences.

Pour ajuster la fertilisation phosphatée et potassique aux besoins des cultures, quatre critères doivent être combinés : l’exigence de la culture, la teneur en P et K à l’analyse de terre, le passé récent de fertilisation, et la restitution ou non des résidus du précédent.

L’exigence de la culture, première clé du raisonnement

Avant même de regarder un résultat d’analyse de terre, il faut connaître l’exigence de la culture en phosphore et en potassium. Cette dernière correspond à la sensibilité de la culture à une réduction de la fumure qui dépend de différentes caractéristiques : la nature de l’organe récolté, la sensibilité de la culture au stress alimentaire, son aptitude racinaire à extraire les éléments nutritifs, etc. 

Cette sensibilité ne correspond pas forcément à la quantité prélevée. Des cultures peuvent prélever des quantités élevées de P et/ou de K, comme le blé vis-à-vis du potassium, tout en restant relativement peu exigeantes. Les cultures sont réparties en trois classes d’exigence à partir d’essais « PK » de longue durée (tableau 1).

Tableau 1 >>> Niveaux d’exigence en P et K de différentes cultures

L’analyse de terre au cœur de la fertilisation PK

Les teneurs du sol en P et K données par l’analyse de terre constituent des indicateurs opérationnels du niveau de disponibilité de ces éléments dans le sol. Ces teneurs s’interprètent différemment selon le niveau d’exigences des cultures. Deux valeurs seuils sont utilisées :

• T_impasse (ou T_imp), la teneur au-dessus de laquelle il est possible de réaliser une impasse de fumure ; 
• T_renforcé (ou T_renf), la teneur au-dessous de laquelle il faut renforcer la fumure au-delà de la stricte compensation des exportations. 

Les valeurs T_impasse et T_renforcé dépendent de la classe d’exigence de la culture. Elles sont établies à partir de références fournies par des essais de longue durée. Elles visent une gestion prudente du risque : au-dessus de T_impasse, la probabilité d’observer une réponse économique à la fertilisation devient très faible. En effet, sur un regroupement d’essais, le seuil est proposé à une valeur telle qu’il n’y a aucune réponse des cultures (0 %) à des teneurs plus élevées, sachant qu’une réponse est définie par un écart de rendement supérieur à 10 % entre le rendement non fertilisé et le rendement maximal de l’essai.

L’historique de fertilisation a son importance

Les engrais apportant les éléments directement sous des formes identiques à celles présentes dans la solution du sol (K⁺, HPO₄^2-, HPO₄²⁻) sont les plus efficaces pour l’alimentation des cultures. Cependant, au fil des années qui suivent un apport, ces éléments évoluent vers des états de moins en moins disponibles.

Les valeurs seuils visent donc une gestion prudente du risque : au-dessus de T_impasse, la probabilité d’observer une réponse économique à la fertilisation devient très faible. Pour pallier à cette baisse progressive de disponibilité du P et du K des engrais et pour éviter de pénaliser la production, il n’est pas recommandé de réaliser des impasses de fertilisation pendant plus de deux années consécutives. 

Toutefois, lorsque les teneurs du sol sont très élevées, cette règle peut être assouplie. Les engrais minéraux comme les apports organiques sont pris en compte dans le passé récent de fertilisation.

Quel rôle ont les résidus de récolte ?

Lorsqu’une espèce est cultivée pour ses graines (blé, maïs, colza, tournesol...), l’essentiel du phosphore prélevé par la culture se retrouve dans le grain exporté à la récolte. Globalement, les résidus ne contiennent pas beaucoup de phosphore : au plus 40 kg de P₂O₅/ha. Ce critère est donc généralement négligé dans le raisonnement de la fertilisation phosphatée.

En revanche, la majorité du potassium absorbé par la culture se retrouve dans les tiges et les feuilles. Lorsqu’ils sont restitués au sol, ces résidus libèrent rapidement ce potassium sous forme K⁺, identique à celle d’un engrais potassique.

La restitution des résidus de récolte du précédent équivaut donc à un apport important de potassium. À l’inverse, lorsque ces résidus de récolte du précédent sont exportés, l’impasse potassique devient plus risquée, et la dose à apporter à la culture suivante doit généralement être augmentée. 

Croiser les critères pour calculer la dose

La stratégie de fertilisation est définie par le croisement des quatre critères précédents, sur la base des quantités exportées par les cultures et à l’aide de la grille de calcul correspondante.

Les préconisations ont été construites de façon à stabiliser la fertilité du sol sur le long terme à un niveau satisfaisant via des apports du même ordre que les exportations. 

Si des écarts de pratiques, à la hausse ou à la baisse, par rapport à la méthode, sont réalisés sur une longue durée, des effets vont obligatoirement et « mathématiquement » se manifester sur les teneurs en P et K du sol. Le suivi régulier d’une analyse de terre permet de réagir et d’adapter le régime de fumure.

Quelles formes d’apport choisir ?

Les apports d’engrais minéraux à réaliser devront tenir compte des épandages de produits résiduaires organiques. En ce qui concerne le potassium, aucune contrainte agronomique majeure ne permet de privilégier systématiquement le chlorure ou le sulfate de potasse, Le choix dépendra principalement du prix des engrais et, le cas échéant, des besoins en soufre de la culture.

En revanche, la nature de l’engrais est particulièrement importante pour le phosphore. Les superphosphates et le phosphate di-ammonique (18-46) sont recommandés pour leur bonne efficacité sur l’ensemble des types de sols. Les scories phosphatées sont à réserver aux sols acides, et les phosphates alumino-calciques à réserver aux sols basiques. Quant aux phosphates naturels, leur efficacité étant généralement plus faible, leur utilisation reste peu recommandée.

Optimiser les apports

Dans le cas des sols correctement pourvus en P et K, un blocage de la fumure en tête de rotation est possible. L’apport se fera à l’automne ou au printemps, selon des contraintes d’organisation du travail. La culture la plus exigeante de la rotation est à privilégier, car c’est elle qui valorisera le mieux des doses élevées.

Dans les sols faiblement pourvus (teneur du sol < T_renforcé), cette pratique est déconseillée. Un apport annuel constitue la seule solution pour éviter toute chute de rendement. L’apport doit être réalisé au plus près des besoins de la culture, généralement au semis, et au plus tard au stade « 3 feuilles » sur céréales d’hiver.

Ainsi, le raisonnement PK ne repose pas sur une dose standard mais sur la combinaison de plusieurs critères agronomiques. L’analyse de terre demeure la pierre angulaire du dispositif : elle permet de suivre l’évolution de la fertilité du sol et d’ajuster les apports dans la durée.