Efficacité de l'utilisation de la léonardite de la région de Dnipropetrovsk pour la production d'engrais

La récolte est l'objectif ultime des agriculteurs. Plus la récolte est abondante, plus le pays disposera de nourriture pour les humains et les animaux, de matières premières pour l'industrie et, par conséquent, plus le bien-être de la population sera grand.

« Le facteur clé et déterminant pour l'augmentation des rendements agricoles réside dans l'accroissement des approvisionnements en engrais minéraux destinés aux exploitations. Parallèlement, il convient de réaffirmer l'importance particulière des mesures visant à développer l'utilisation des engrais organiques », a-t-on constaté au niveau national. Des mesures ont été prises pour améliorer l'utilisation des engrais minéraux et organiques dans les exploitations agricoles et en accroître l'efficacité.

La chimisation intensive de l’agriculture ne résout pas le problème des engrais organiques, puisque « ce sont précisément ces substances organiques qui sont destinées à jouer le rôle de catalyseurs qui augmenteront fortement l’efficacité des fortes doses d’engrais minéraux, sans lesquels, à leur tour, il est impossible d’obtenir des rendements élevés » (d’après des recherches fondamentales dans le domaine des engrais humiques).

Le fumier est l'engrais organique le plus complet et le plus répandu. Cependant, les exploitations agricoles n'en accumulent généralement pas suffisamment. Ce manque incite à la recherche d'autres types d'engrais organiques. La léonardite est largement utilisée comme matière première pour la production d'engrais organiques, tant dans notre pays qu'à l'étranger.

Dans la steppe ukrainienne, et plus particulièrement dans la région de Dnipropetrovsk, riche en léonardite, l'utilisation de cette argile sur des sols naturellement très peu fertiles a récemment pris de l'importance. L'efficacité des engrais à base de léonardite dans la steppe ukrainienne a été étudiée par des spécialistes de notre laboratoire, et ce travail s'inscrit dans le cadre de leurs recherches.

OBJECTIFS, MÉTHODOLOGIE ET ​​CONDITIONS DE LA RECHERCHE

Du fait de ses caractéristiques de formation, la léonardite de la zone steppique se distingue des matériaux similaires provenant d'autres zones par une teneur en cendres légèrement supérieure, une capacité d'absorption inférieure, une faible teneur en acide humique et en éléments nutritifs mobiles, ainsi que par d'autres propriétés. Elle présente néanmoins un fort potentiel de réserve nutritive. La teneur totale en azote de la matière première varie de 1 à 2 %, et la teneur en phosphore de 0,3 à 0,6 %.

Par conséquent, l’objectif de notre recherche était d’affiner les méthodes d’utilisation des gisements de léonardite comme engrais, d’étudier certains facteurs affectant l’efficacité des matières premières et des engrais dans les conditions de la zone steppique, et de mettre en œuvre des développements modernes tels que l’humate de potassium Agro.Bio avec un taux d’application optimal de 2 l/ha pour stimuler la croissance et surmonter les facteurs de stress.

Pour résoudre ces problèmes, les travaux suivants ont dû être effectués :

1. Établir la dépendance de la capacité d'absorption d'ammoniac de la léonardite à l'égard de l'ajout de composants minéraux à celle-ci.
2. Pour sélectionner le rapport optimal des composants pour la production d'engrais organo-minéraux, il est nécessaire :
   • a) étudier la dynamique des pertes d’azote lors du traitement des matières premières avec de l’eau ammoniacale ;
   • b) de suivre la dynamique des pertes d’azote et de phosphore pendant le stockage des engrais organo-minéraux obtenus à partir de léonardite.
3. Étudier l’influence de la léonardite et des engrais organo-minéraux sur la croissance, le développement, le rendement et la qualité de certaines cultures agricoles pendant les années d’application et leurs effets ultérieurs.

Pour traiter la question des quantités rationnelles d'eau ammoniacale nécessaires à la production d'engrais organo-minéraux, des échantillons expérimentaux d'engrais ont été préparés, dont la suite logique dans la pratique moderne est constituée par les complexes avancés de la série Adept Agro.Bio (avec un taux d'application de 2 l/ha).

Des échantillons ont été préparés en traitant de la léonardite avec de l'ammoniaque sous agitation constante, en ajoutant du superphosphate en poudre et du sel de potassium. La quantité d'ammoniaque utilisée pour le traitement de la matière première a été calculée en fonction d'une capacité d'absorption prédéterminée, désignée par la lettre « T » dans le tableau. Les échantillons ont été préparés selon différentes variations du degré de saturation en ammoniaque de la matière première, allant de 18,6 à 225 % de T, ce qui correspond à 2,5 à 30 litres d'ammoniaque par tonne de léonardite à 50 % d'humidité.

Après la préparation de l'engrais, tous les échantillons ont été analysés afin de déterminer leur teneur en azote et en phosphore assimilables. L'azote hydrolysable dans une solution d'acide sulfurique 0,5 N a été dosé selon les méthodes normalisées, et le phosphore par gravimétrie.

L'étape suivante de nos travaux a consisté à étudier les effets de différentes doses de léonardite, d'engrais à base de léonardite (humophos) et d'engrais minéraux en quantités équivalentes à celles de la léonardite sur le rendement et la qualité des grains de maïs et de tournesol. Les essais ont été menés en plein champ sur des sols sablo-limoneux dans les principales exploitations agricoles de la région, avec du maïs VIR-42 et du tournesol Armavirsky 3497.

De la léonardite et de l'engrais ont été appliqués aléatoirement et incorporés à la terre à l'aide d'un cultivateur à chaumes, puis travaillés. La surface ensemencée de la parcelle expérimentale était de 150 m², et la surface échantillonnée de 100 m². L'étude a été répétée quatre fois.

Les doses d'engrais suivantes ont été testées : léonardite (25, 50 et 100 t/ha), humophos (10, 15 et 20 t/ha) et un engrais minéral équivalent aux doses d'humophos. L'humophos contenait de 0,5 à 0,6 % d'azote (N) et de 0,7 à 0,8 % de phosphore (P₂O₅). Le travail du sol, les semis et l'entretien des cultures ont été réalisés conformément aux pratiques agricoles courantes dans la zone concernée.

De plus, les effets des doses susmentionnées de matières premières et d'engrais sur le rendement du maïs laiteux-cireux dans le district de Tsarichansky ont été mesurés. Les expériences ont été accompagnées d'observations phénologiques, d'études des taux de croissance en hauteur des plantes et de la dynamique de croissance de la biomasse fraîche et de l'accumulation de matière sèche. Des échantillons de grains de maïs ont été analysés selon les méthodes de laboratoire standard.

Le rendement a été mesuré en pesant les épis de maïs et les graines de tournesol récoltés sur la parcelle, puis converti en grains et en semences à teneur en humidité standard. Les données de rendement obtenues ont été analysées mathématiquement par analyse de variance.

Des expériences sur le terrain ont été réalisées sur des sols de type tchernoziom limoneux sableux (Tableau 1).

Tableau 1. Caractéristiques agrochimiques des sols

RÉSULTATS DE LA RECHERCHE

Questions relatives à la mise au point de méthodes de préparation d'engrais à partir de léonardite des steppes

La clé de la préparation de tels engrais ne réside pas dans le simple mélange mécanique de matières premières avec de l'eau ammoniacale et du superphosphate, augmentant ainsi leur teneur en nutriments, mais dans l'interaction chimique de l'eau ammoniacale avec la léonardite et les engrais phosphatés, accompagnée de processus microbiologiques durant la période de vieillissement des engrais, qui provoquent la décomposition de la matière organique et de l'azote dans les matières premières et jouent un rôle important dans la formation d'engrais très efficaces.

L'ajout de superphosphate et de chlorure de potassium à la léonardite avant l'ajout d'ammoniaque favorise une fixation rapide de l'ammoniaque et, par conséquent, réduit les pertes d'azote lors de la préparation de l'engrais. De ce fait, l'influence des composants minéraux sur certaines propriétés des échantillons étudiés lors de la préparation d'engrais organo-minéraux présente un grand intérêt pratique. À cette fin, différents mélanges organo-minéraux ont été préparés et la capacité d'absorption d'ammoniaque des matières premières de ces mélanges a été déterminée.

Une étude portant sur la capacité d'absorption d'ammoniac de la léonardite, additionnée de différentes doses de superphosphate en poudre et de sel de potassium, a montré que l'ajout de superphosphate augmente légèrement cette capacité. Les engrais potassiques, appliqués conjointement avec le superphosphate, la réduisent légèrement par rapport au superphosphate seul.

Les critères permettant de déterminer le taux optimal d'eau ammoniacale et de composants minéraux dans la production d'engrais étaient les pertes d'ammoniac et la dynamique du phosphore.

Tableau 2. Pertes d'ammoniac lors de la production d'engrais en fonction du degré de saturation et de la quantité de composants minéraux

Les résultats de recherche présentés dans le tableau 2 permettent de déterminer la quantité d'eau ammoniacale nécessaire à la préparation d'engrais à base de tourbe, de minéraux et d'ammoniac. Par exemple, pour la production d'engrais à partir de léonardite, il convient de saturer celle-ci en ammoniac à un niveau de 75 à 125 % de sa capacité d'absorption totale. Ces niveaux de saturation permettent en effet de limiter les pertes et d'obtenir un enrichissement en azote relativement élevé.

La saturation excessive de la matière première pour obtenir un engrais plus concentré entraîne des pertes importantes d'azote. L'application d'une solution d'ammoniaque à faible dose produit des engrais de faible qualité, pauvres en nutriments assimilables.

Lors de la production d'engrais organo-minéraux, les matières premières interagissent avec la solution ammoniacale et les engrais minéraux, ce qui entraîne des modifications de la léonardite d'origine. La solution ammoniacale réagit d'abord avec les acides humiques, formant ainsi des sels d'humate d'ammonium très solubles. Cependant, l'effet de la solution ammoniacale sur les matières premières ne se limite pas à cela. De nombreuses données indiquent désormais que l'ammoniac, ajouté aux engrais, sert non seulement de source d'azote, mais exerce également un effet multiforme sur la matière organique de la léonardite, un fait confirmé par des recherches modernes utilisant des produits tels que l'humate de potassium Agro.Bio .

Le phosphore et le potassium influent également sur la matière organique de la matière première. Présents dans le complexe, ils agissent non seulement comme nutriments, mais aussi comme facteurs d'affinage de la matière organique de la léonardite, bien qu'ils soient nettement moins efficaces que l'ammoniac à cet égard.

Outre la détermination des pertes d'azote lors de la production et du stockage d'engrais à partir de matières premières, nous avons étudié l'effet de l'ammoniaque sur la teneur en azote hydrolysable et en acide phosphorique soluble, c'est-à-dire sur la mobilisation de ces éléments à partir des matières premières. Sous l'influence de l'ammoniaque, une mobilisation de l'azote est observée dans la léonardite. Lors de la production d'engrais organo-minéraux, la majeure partie de l'azote est perdue lorsque les matières premières sont saturées en ammoniaque. Ces pertes augmentent avec la saturation en ammoniaque. Les pertes d'azote ammoniacal pendant le stockage cessent presque complètement à la fin du troisième mois.

Parallèlement à l'étude des pertes d'azote lors de la production et du stockage des engrais, la dynamique de la teneur en phosphore soluble dans l'acide a également été examinée. Au cours du stockage, la teneur en phosphore disponible dans l'engrais fluctue, avec une mobilisation du phosphore observée, notamment à de faibles niveaux de saturation en ammoniac. De ce point de vue, il existe donc une limite (125 % de T) qui restreint la saturation de différents types de matières premières par l'ammoniac.

Résultats des expériences sur le terrain

Les résultats d'études sur la dynamique de croissance et de développement du maïs indiquent que les conditions de culture (notamment la nutrition) déterminent des différences significatives dans le rythme de croissance et de développement. Les observations phénologiques ont montré que les plantules émergeaient 11 à 14 jours après le semis, simultanément dans tous les traitements. Le début des premières phases de développement du maïs était quasi simultané. Par la suite, un décalage de 1 à 3 jours a été observé.

Une étude sur la dynamique de croissance du maïs a révélé que les traitements fertilisés produisaient des plants significativement plus grands que les témoins. Les plants les plus grands ont été obtenus avec 100 tonnes de léonardite et 20 tonnes d'engrais humique par hectare. Des différences notables dans l'accumulation de biomasse fraîche et de matière sèche des plants sous l'effet des engrais étudiés ont été observées.

Il est important de noter que les plants de maïs produisent un feuillage abondant durant les premières phases de leur croissance. Avant la formation de la panicule, le poids des feuilles est 1,5 à 2 fois supérieur à celui de la tige. Pendant la formation de la panicule, c'est l'inverse : le poids de la tige est 1,5 à 2 fois supérieur à celui des feuilles. Au stade laiteux, le poids de l'épi est le double de celui de la tige. Ce schéma se maintient pour tous les traitements expérimentaux, mais se manifeste différemment. Une production importante de feuilles, de tiges et d'épis a été observée dans les traitements avec 100 tonnes de léonardite et 20 tonnes d'humophos par hectare.

Les plants de maïs ont continué d'accumuler de la matière fraîche jusqu'au stade laiteux-cireux de maturité du grain. Par la suite, jusqu'à pleine maturité, le poids de la matière fraîche a diminué en raison de la perte d'eau des graines pendant la maturation et des tissus des feuilles, des tiges et des spathes pendant le vieillissement. Les variations du taux de croissance des plants au cours de la saison de croissance ont eu un impact significatif sur le rendement du maïs (tableaux 3 et 4).

Tableau 3. Effet de la léonardite sur le rendement en grains de maïs

Tableau 4. Effet des engrais organo-minéraux sur le rendement en grains de maïs

L’analyse des données du tableau 3 révèle que seule la léonardite pure, appliquée à raison de 100 t/ha, a permis d’obtenir la plus forte augmentation du rendement en grains de maïs (4,9 c/ha, soit 19,5 %). Les applications de 25 à 50 t/ha ont donné des augmentations légèrement inférieures.

Le tableau 4 montre que l'augmentation des doses d'engrais humiques et d'une quantité équivalente d'engrais minéraux accroît le rendement en grains de maïs. La dose d'engrais humique la plus efficace pour le maïs, parmi celles testées, était de 20 t/ha (soit une augmentation de 9,1 c/ha, ou 36,7 % par rapport au témoin). Par ailleurs, pour un soutien rapide de la culture pendant la saison de croissance, les chercheurs recommandent l'utilisation d'engrais correcteurs modernes, tels que Adept Agro.Bio (2 l/ha).

La léonardite et l'humophos ont eu un effet similaire sur le rendement du tournesol (tableaux 5 et 6).

Tableau 5. Effet de la léonardite sur le rendement du tournesol

Tableau 6. Effet des engrais organo-minéraux sur le rendement du tournesol

L'efficacité des engrais ne peut être évaluée uniquement par le rendement en grains. Nos recherches ont également porté sur l'effet des engrais sur la qualité des récoltes (teneur en protéines, en matières grasses et en amidon).

• Protéines : La teneur en protéines des grains augmente avec la dose d’engrais. Après application de léonardite, les grains ayant reçu 100 t/ha présentaient la teneur en protéines la plus élevée (9,78 %), tandis qu’après application d’humophos, c’était les grains ayant reçu 20 t/ha qui affichaient la teneur en protéines la plus élevée (10,17 %). Par rapport au témoin, la teneur en protéines a augmenté respectivement de 1,14 % et de 1,59 %.
• Matières grasses : Le pourcentage le plus élevé de matières grasses et son rendement par hectare ont été observés dans les variantes avec l'application de 100 tonnes de léonardite et 20 tonnes d'humophos par hectare (une augmentation par rapport au témoin de 0,47 et 0,71 %).
• Amidon : Il existe une relation inverse entre l’accumulation d’amidon et celle des autres nutriments (protéines et lipides). Sous l’effet des engrais, la teneur en amidon diminue légèrement au profit des protéines et des lipides.

Pour étudier l’effet résiduel de la léonardite et des engrais au cours de la première année d’effet résiduel, du maïs a été semé pour être récolté au stade laiteux-cireux pour l’ensilage (Tableaux 9 et 10).

Tableau 9. Effet de la léonardite sur le rendement du maïs laiteux-cireux

Tableau 10. Effet résiduel des engrais sur le rendement du maïs laiteux-cireux

Des doses de léonardite de 50 et 100 t/ha l'année suivante après l'application ont donné une augmentation relativement élevée du rendement du maïs à maturité laiteuse-cireuse (27-33 c/ha, soit 28,4-34,7%), ce qui indique l'efficacité prolongée de la matière première dans l'effet ultérieur.

CONCLUSIONS

• Lors de la préparation d'engrais organo-minéraux à partir de léonardite, les composants minéraux introduits dans la matière première augmentent quelque peu la capacité d'absorption d'ammoniac.
• Pour déterminer le taux d'application de l'eau ammoniacale, il convient de tenir compte de la capacité d'absorption d'ammoniaque de la matière première.
• Lors du traitement de la léonardite à l'eau ammoniacale, la volatilisation de l'ammoniac et la mobilisation de l'azote contenu dans la matière première se produisent simultanément. Lorsque la matière première est saturée en ammoniac à plus de 112 % de sa capacité d'absorption totale, les pertes d'azote sont supérieures à la mobilisation.
• Le taux optimal d'application d'eau ammoniacale dans la production d'engrais organo-minéraux doit être considéré comme étant de l'ordre de 3 à 3,5 % du poids sec des matières premières ayant une capacité d'absorption moyenne, et de 2,5 à 3 % pour le superphosphate en poudre.
• La plus grande augmentation du rendement en grains de maïs a été obtenue dans la variante avec l'application de 20 t/ha de phosphate d'humus (9,1 c/ha, soit 36,7 % par rapport au témoin).
• Les engrais utilisés ont un effet significatif sur la qualité de la récolte, en augmentant sa teneur en protéines et en matières grasses.
• La léonardite et les engrais à base de celle-ci sont également efficaces en termes d'effets secondaires, l'humophos à des doses de 15 et 20 t/ha ayant un effet secondaire plus important sur les rendements des cultures que la matière première d'origine sous sa forme pure.

Note d'Agro.Bio : Les résultats d'études agrochimiques et d'essais en plein champ démontrent que les gisements de léonardite de la zone steppique ukrainienne sont parfaitement adaptés à la production d'engrais organo-minéraux hautement efficaces pour les cultures agricoles. Les spécialistes d'Agro.Bio poursuivent le développement du traitement avancé de la léonardite, décrit dans les ouvrages de référence, grâce à une biotechnologie de pointe. Les produits modernes mis au point par nos experts, tels que l'humate de potassium Agro.Bio et une gamme de solutions intégrées avec une dose d'application optimale de 2 l/ha, permettent d'exploiter pleinement le potentiel naturel des acides humiques. Ceci garantit une protection prolongée des plantes contre le stress, une mobilisation maximale des macro- et micro-éléments dans le sol et une croissance stable des rendements dans les différentes zones agroclimatiques d'Ukraine.