Video Transcript
Dans cette vidéo, nous allons découvrir les engrais. Nous allons apprendre pourquoi ils sont importants pour la croissance des plantes et
comment les fabriquer à la fois à l’échelle industrielle et en laboratoire. Les engrais peuvent être ajoutés dans le sol où les plantes poussent, pour leur
fournir les éléments nutritifs essentiels à leur croissance. Certains engrais sont axés sur l’amélioration de qualité du sol, mais la plupart
d’entre eux sont destinés à la nutrition. C’est sur ce sujet que nous allons nous concentrer dans cette vidéo.
Les engrais peuvent être utilisés pour d’autres raisons que la nutrition. L’application d’engrais sur les cultures leur permet de pousser plus rapidement. Les engrais peuvent aussi aider à améliorer les éléments nutritifs du sol. Comme il s’agit de nutriments essentiels à la croissance des plantes, elles les
absorberont avec le temps. Donc, si vous faites toujours pousser des plantes dans la même zone, elles finiront
par retirer tous les éléments nutritifs du sol et la terre sera épuisée. L’application d’engrais sur les zones où ces éléments nutritifs ont été épuisés peut
les restaurer.
Continuons donc à parler de ces nutriments essentiels dont les plantes ont
besoin. Mais quels sont-ils exactement ? Eh bien, pour fabriquer des glucides, les plantes ont besoin des éléments suivants :
carbone, hydrogène et oxygène. Et pour fabriquer des protéines, elles ont besoin de carbone, d’hydrogène, d’oxygène
et d’azote. L’élément phosphore est important pour la croissance des fleurs, des racines, des
fruits et des graines. En effet, le phosphore existe à la fois dans l’ADN et dans l’ATP, ce que les cellules
utilisent pour leur énergie. L’élément potassium est également important, car il aide l’eau et les éléments
nutritifs à se déplacer dans la plante. Et les plantes ont besoin de nombreux autres éléments comme le fer, le soufre, le
calcium et le magnésium. Mais les plantes n’en ont besoin qu’en petites quantités, nous ne devons donc pas
nous soucier d’apporter ces éléments par la fertilisation.
Nous n’avons pas non plus besoin de fournir la plante en carbone, hydrogène ou
oxygène. En effet, elle peut obtenir ces éléments à partir de gaz présents dans l’air, tels
que le gaz carbonique, l’oxygène et la vapeur d’eau. Bien que l’azote gazeux soit abondant dans l’air, ce n’est malheureusement pas sous
une forme que les plantes peuvent absorber. Nous devons donc fournir de l’azote aux plantes par fertilisation. On doit également leur apporter du potassium et du phosphore.
Ainsi, les trois éléments que vous trouverez dans les engrais sont l’azote, le
phosphore et le potassium. Comme le symbole atomique de l’azote est N, celui du phosphore P et celui du
potassium K, les engrais qui fournissent ces trois éléments sont appelés engrais
NPK, mais ce n’est pas le cas de tous les engrais. Si vous êtes dans un magasin de jardinage et que vous voyez un sac d’engrais ou de
terreau contenant de l’engrais, vous remarquerez peut-être que trois chiffres sont
séparés par des tirets au bas du sac. Ces chiffres indiquent les quantités relatives d’azote, de phosphore et de potassium
présentes dans l’engrais.
Alors, maintenant que nous savons quels éléments doivent être présents dans les
engrais, comment bien les préparer ? Eh bien, les engrais n’ont pas besoin d’être très élaborés. Les engrais peuvent être aussi simples que du compost, des déchets animaux ou de la
farine d’os. Étant donné que ces types d’engrais sont d’origine biologique, ils sont souvent
appelés engrais organiques. Mais la plupart des engrais utilisés à l’échelle industrielle sont synthétiques.
Tous les engrais synthétiques ne contiennent pas réellement de l’azote, du phosphore
et du potassium sous leurs formes élémentaires. Ils sont plutôt constitués de divers sels qui contiennent ces éléments. Par exemple, les engrais contenant de l’azote sont souvent constitués de sels à base
de nitrate, ou ion NO3-, ou de l’ion ammonium, ou NH4+. Une autre option pour un engrais azoté serait simplement ce composé contenant de
l’azote, l’urée. Les engrais contenant du phosphore sont souvent préparés grâce à des sels avec des
ions phosphate. Et les engrais contenant du potassium sont faits de n’importe quel sel à base du
potassium.
Maintenant, parlons de la façon dont nous pourrions fabriquer des engrais contenant
ces éléments, en commençant par l’azote. La création d’engrais à base d’azote débute par le procédé Haber. Dans le procédé Haber, l’azote gazeux et l’hydrogène gazeux réagissent pour former de
l’ammoniac. L’ammoniac pourrait être directement appliqué aux cultures comme engrais, mais pour
plus de facilité, il est utilisé comme matière première pour créer d’autres composés
contenant de l’azote. Par exemple, on pourrait faire réagir de l’ammoniac avec de l’acide nitrique, ce qui
nous donnerait du NH4NO3, du nitrate d’ammonium. Ou nous pourrions faire réagir l’ammoniac avec de l’acide sulfurique. Cela donnerait (NH4)2SO4, le sulfate d’ammonium.
Passons maintenant au phosphore. La création d’engrais à base de phosphore commence avec la phosphorite. La phosphorite est extraite de la croûte terrestre. Elle contient de grandes quantités de minéraux constitués de phosphore. Elle est malheureusement insoluble dans l’eau, nous ne pouvons donc pas l’utiliser
telle quelle comme engrais. Nous devrons alors la faire réagir afin d’obtenir un sel soluble que nous pouvons
utiliser comme engrais. Par exemple, nous pouvons faire réagir la phosphorite avec de l’acide nitrique,
donnant un mélange de nitrate de calcium et d’acide phosphorique. L’acide phosphorique est généralement neutralisé avec de l’ammoniac pour obtenir du
phosphate d’ammonium. Cette réaction particulière est commode pour la création d’engrais car on se retrouve
avec un produit qui contient à la fois de l’azote et du phosphore. Donc, si nous voulons un engrais NPK, tout ce que nous devons ajouter est un sel de
potassium.
Nous pouvons également faire réagir la phosphorite avec de l’acide sulfurique. Cela nous donnerait ce que l’on appelle souvent un superphosphate simple. Il s’agit d’un mélange de sulfate de calcium et de phosphate de calcium. Cette réaction est particulièrement intéressante car nos réactifs, la phosphorite et
l’acide sulfurique, sont extrêmement faciles à produire à l’échelle
industrielle. En fait, cette réaction précise est l’utilisation principale de la phosphorite et de
l’acide sulfurique à l’échelle mondiale. Nous pouvons également faire réagir la phosphorite avec de l’acide phosphorique, qui
donne un produit communément appelé superphosphate triple. Chimiquement, le superphosphate triple est de l’hydrogénophosphate de calcium.
Alors maintenant que nous savons comment sont fabriqués les engrais contenant du
phosphore, il nous reste donc le potassium. La fabrication d’un engrais au potassium commence avec n’importe quel sel contenant
du potassium. Contrairement aux phosphates, les sels de potassium sont solubles. Cela signifie que nous n’avons pas à faire réagir ces sels pour les utiliser comme
engrais. La seule chose parfois nécessaire est de les purifier pour éliminer d’autres sels
comme le chlorure de sodium. Ces réactions de fabrication des engrais peuvent parfois sembler légèrement
différentes selon qu’elles sont effectuées en laboratoire ou dans un environnement
industriel. En fait ce ne sont pas les réactions qui sont différentes, mais plutôt les procédés
utilisés pour les mener à bien.
Prenons l’exemple de cette réaction que nous avons examinée plus tôt. Dans cette réaction, l’ammoniac et l’acide sulfurique réagissent pour former du
sulfate d’ammonium. Si nous devions effectuer cette réaction en laboratoire pour fabriquer de l’engrais,
il faudrait acheter nos réactifs, l’ammoniac et l’acide sulfurique, auprès d’une
société fournissant des produits chimiques. On conduirait cette réaction dans de la verrerie de laboratoire standard. Et cette réaction produirait des lots de sulfate d’ammonium. Si nous voulions plus de sulfate d’ammonium, il faudrait effectuer à nouveau la
réaction pour fabriquer un autre lot.
Lorsque cette réaction est effectuée à échelle industrielle, il n’est pas nécessaire
d’acheter les réactifs auprès d’un fournisseur de produits chimiques. A la place, ils peuvent être créés à partir des matières premières. Tant que l’usine où l’engrais est produit fonctionne, ils peuvent être fabriqués en
continu. Il n’est pas nécessaire de les produire par lots comme en laboratoire. Mais pour pouvoir le faire, l’usine doit utiliser un équipement industriel
coûteux. Avec cela, nous avons vu tout ce que nous avions besoin de savoir sur les engrais et
leur fabrication. Alors testons nos connaissances avec quelques exercices avant de terminer cette
vidéo.
Lequel des énoncés suivants n’est-elle pas une raison pour laquelle les agriculteurs
utilisent des engrais ? (A) Faire pousser les cultures plus rapidement, (B) augmenter la teneur en protéines
dans les cultures, (C) développer de plus grandes cultures, (D) restaurer les
minéraux appauvris dans le sol, (E) fournir les minéraux essentiels utilisés par les
cultures.
Les engrais sont des produits qui peuvent être appliqués sur les sols où poussent les
plantes, qui leur fournissent les nutriments essentiels dont elles ont besoin pour
grandir. En plus de fournir aux plantes ces éléments nutritifs, les engrais les aident
également à pousser plus vite. En outre, les plantes absorbent en poussant les éléments nutritifs du sol. Si on continue à cultiver des plantes dans une même zone, avec le temps le sol sera
appauvri en éléments nutritifs. L’application d’engrais dans ces zones peut restaurer ces éléments.
Alors maintenant, regardons les réponses proposées. Nous recherchons l’affirmation qui n’est pas une raison pour laquelle les
agriculteurs utilisent des engrais. Eh bien, la réponse (E), en fournissant les minéraux essentiels utilisés par les
cultures, est la principale raison pour laquelle les engrais sont utilisés. Elle ne peut donc pas être la bonne réponse. Comme nous en avons discuté, permettre aux plantes de pousser plus rapidement est
certainement une raison pour laquelle on utilise les engrais. Donc, les réponses (A) et (C) ne sont pas correctes non plus. Et les engrais rétablissent les minéraux appauvris dans le sol. Cela nous laisse donc avec la réponse (B), augmenter la teneur en protéines dans les
cultures. Eh bien, il est vrai que l’application d’engrais peut permettre aux plantes de
grandir. Ils ne changent en rien la plante, donc ils n’augmenteront pas leur teneur en
protéines.
Pourquoi l’engrais A n’est-il pas aussi efficace que l’engrais B pour favoriser la
croissance des plantes ? (A) L’engrais A ne contient pas de sodium. (B) L’engrais B inhibe la germination des graines. (C) L’engrais B ne contient que de l’azote. (D) L’engrais A ne contient ni phosphore ni potassium. (E) L’engrais A augmente le pH du sol. L’engrais A est de l’urée et l’engrais B est un engrais NPK.
Les engrais apportent aux plantes les nutriments essentiels dont elles ont besoin
pour grandir. Ces nutriments essentiels sont les éléments azote, phosphore et potassium. C’est ce que représente ce NPK dans l’engrais NPK, les symboles atomiques de ces
trois éléments. Ainsi, puisque l’engrais B est un engrais NPK, il contient tous les éléments
nutritifs essentiels à fournir aux plantes par fertilisation. Si on regarde l’engrais A, l’urée, on peut voir qu’il contient de l’azote, mais pas
de phosphore ni de potassium. Dans cette question, nous cherchons la raison pour laquelle l’engrais A n’est pas
aussi efficace que l’engrais B. Ce que nous venons de voir concernant les éléments contenus dans chaque engrais a
probablement un rapport avec ça.
Mais regardons les réponses possibles. La réponse (A) dit que l’engrais A ne contient pas de sodium. Cette affirmation est vraie. L’engrais A ne contient pas de sodium, mais l’engrais B non plus. C’est parce que le sodium n’est pas un nutriment que nous devons fournir aux plantes
par fertilisation. Donc, ce n’est pas la bonne réponse. La réponse (B) dit que l’engrais B inhibe la germination des graines. Les engrais contenant de l’azote inhibent la germination des graines. Il faut donc veiller à ne pas appliquer trop d’engrais contenant de l’azote trop près
d’une graine à germer. Mais l’engrais A et l’engrais B contiennent tous deux de l’azote. Donc, ce n’est pas correct non plus.
La réponse (C) dit que l’engrais B ne contient que de l’azote. Cette affirmation n’est pas vraie. L’engrais B contient de l’azote, du phosphore et du potassium car c’est un engrais
NPK. La réponse (D) dit que l’engrais A ne contient ni phosphore ni potassium. C’est vrai. L’engrais A ne contient pas de phosphore ni de potassium, qui sont deux des trois
nutriments essentiels à fournir aux plantes. Nous avons donc trouvé la bonne réponse. Jetons quand même un coup d’œil rapide à la réponse (E). Celle-ci dit que l’engrais A augmente le pH du sol. L’engrais A, l’urée, modifie effectivement le pH du sol. Mais il le diminue légèrement, au lieu de l’élever. Donc, comme nous l’avons dit, la réponse (D) est la bonne réponse. L’engrais A n’est pas aussi efficace que l’engrais B car l’engrais A ne contient pas
de phosphore ni de potassium.
Maintenant que nous avons résolu certains exercices, il ne reste qu’à résumer les
points clés de cette vidéo. Les engrais fournissent aux plantes les nutriments essentiels. Ces nutriments sont les éléments azote, phosphore et potassium. Les engrais azotés sont généralement des sels contenant NO3- ou du NH4+ fabriqués à
partir de l’ammoniac. Les engrais phosphorés sont principalement des sels contenant du PO43- fabriqués à
partir de phosphorite. Et les engrais au potassium sont des sels de potassium. Les engrais NPK contiennent ces trois éléments.
