Grâce aux rotations de cultures, l'azote n'est plus un défi, mais un allié

« A l'échelle mondiale, les légumineuses fournissent entre 50 et 70 millions de tonnes d'azote. Pour comparaison, la consommation d'engrais azotés atteignait 115 millions de tonnes en 2020 » a déclaré dans sa présentation Astrid Oberson, maîtresse de conférence en sciences environnementales à l'ETH de Zurich, lors de la Journée des grandes cultures bio organisée par le FiBL en janvier dernier. La chercheuse rappelait ainsi le rôle-clef des légumineuses dans le bilan azoté des systèmes agricoles. Grâce à leur capacité de fixation symbiotique de l'azote atmosphérique, ces plantes contribuent significativement à réduire la dépendance aux engrais azotés de synthèse.

Toutefois, la capacité des légumineuses à fixer de l'azote dépend de nombreux facteurs : espèces, variétés, conditions pédoclimatiques, mais aussi état de santé de la plante. Les stress hydriques, la compaction des sols, les maladies ou encore les carences nutritionnelles réduisent à la fois le rendement et l'efficacité de la fixation d'azote. Parmi les obstacles majeurs à une fixation optimale, la carence en phosphore se distingue notamment : elle réduit en effet drastiquement la masse des nodosités et l'efficacité globale du processus.

Une fixation d'azote variable

A ce petit jeu, les espèces de légumineuses ne performent pas toutes de la même manière. Les espèces fourragères, comme le trèfle blanc ou violet, peuvent en effet fixer entre 100 et 380 kg d'azote par hectare et par an, dépassant parfois les 500 kg dans des conditions optimales. Une grande quantité d'azote reste ainsi disponible pour la culture suivante après enfouissement des résidus et des racines. Les légumineuses à graines, quant à elles, présentent une plus grande variabilité de fixation : de 0 à 450 kg N/ha pour le soja, et de 12 à 330 kg N/ha pour la féverole. Mais la majorité de cet azote produit est ensuite exporté sous forme de grain. Des restitutions de l'ordre de maximum 30 kg d'azote par hectare peuvent être disponibles pour la culture suivante si le taux de fixation est élevé.

L'intérêt de l'association

Cette performance a cependant un prix. Fixer 1 gramme d'azote atmosphérique coûte 5 à 10 grammes de carbone à la plante contre seulement 0 à 1.5 g pour le nitrate. Autrement dit, la fixation ne s'active vraiment que lorsque la ressource en nitrate est faible. C'est pourquoi, il est particulièrement intéressant d'intégrer des légumineuses dans les mélanges fourragers ou en cultures associées pour stimuler leur fixation d'azote. En situation de compétition, les légumineuses sont « forcées » de puiser davantage d'azote atmosphérique pour maintenir leur croissance.

Gérer ses engrais de ferme

Aline Dallo, spécialiste en sciences du sol au FiBL, a ensuite souligné la complexité de l'utilisation efficace des engrais de ferme. Cette dernière se heurte en effet à plusieurs obstacles : volumes importants à gérer, teneurs en nutriments souvent imprécises, et disponibilité variable de l'azote, notamment sous forme organique. Les pertes, surtout par volatilisation d'ammoniac, dépendent ainsi fortement des conditions d'application.

Les quatre règles d'or 

Aline Dallo propose par conséquent de suivre le principe des quatre règles d'or afin d'optimiser leur efficacité. La première est d'abord de connaître les teneurs en éléments nutritifs de ses engrais de ferme. Pour cela, il est possible de procéder à des analyses de laboratoire. Il est également possible de se référer aux teneurs moyennes des engrais de ferme des PRIF tout en contrôlant les taux de matière sèche. Le deuxième point important est de distinguer les formes d'azote. Seul l'azote soluble (Nsol) est immédiatement disponible, tandis que l'azote disponible (Ndisp) se libère sur 3 ans.

Il faut ensuite ajuster les apports, en fonction du rendement escompté (ex : 125 kg N/ha pour un blé bio à 45 dt/ha), du potentiel de minéralisation du sol et du précédent cultural. Enfin, il s'agit de limiter les pertes en effectuant une incorporation immédiate du lisier (chaque minute compte !) et superficielle du fumier, complétée par l'implantation des cultures intermédiaires en fin de cycle pour piéger l'azote résiduel et éviter le lessivage.

Composts, biochar et zéolithe

Deux témoignages émanant du terrain sont venus étayer les propos des experts au cours de cette journée technique. En premier lieu, le Bernois Philipp Zaug combien sur sa ferme bio d'Iffwil (BE) agriculture régénérative et biodynamie. Dans un souci de pratiquer une agriculture durable, l'agriculteur mise en premier lieu sur des semis de prairie sous couvert, assurant une couverture du sol continue. Mais il accorde également beaucoup d'importance à sa stratégie de fertilisation, à base de composts - produits sur place avec les restes de légumes et les paille agrémentés de biochar et de zéolithe -,  d'engrais verts restitués et de thés de compost. De plus, le Bernois effectue régulièrement des analyses de sève, afin d'apporter au bon moment les éléments nécessaires.

Dynamiser la fertilité

Ensuite, Stefan Schmidt, agriculteur bio à  Stockerau, en Basse-Autriche, a expliqué comment il misait sur la biodiversité comme levier agronomique. Les rotations longues et des cultures associées presque systématiques (pois-triticale, vesce-avoine-caméline) dynamisent la fertilité. Pour conserver l'humidité dans ce climat continental sec (610 mm de pluie annuelle), l'agriculteur autrichien mise sur les haies, l'agroforesterie et une couverture permanente des sols associée à un travail du sol minimal. La réintégration de l'élevage ovin lui permet de valoriser les prairies et de produire du fumier. Le message du jour lui revient : « Il faut travailler le sol aussi superficiellement que possible, mais aussi intensivement que nécessaire, tout en conservant la structuration des horizons et en gardant la matière organique en surface. »

Benjamin Reichlin, FiBL

Article paru dans l'hebdomadaire professionnel Agri du 06.02.2026.

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