Caractéristiques des fumiers, lisiers et composts et exigences pour la production biologique

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Le contenu qui suit est issu de :

Oeuvre originale : Weill, A. et Duval, J. (2009). Guide de gestion globale de la ferme maraîchère biologique et diversifiée. Équiterre.

Révision : Weill, A., Legault, G., Bergeron, E., Méthé, A., La France, D., St-Arnaud, R., Roy, J., Khanna, R. et Gagné, G. (2022).

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Les fumiers et composts sont souvent utilisés comme fertilisants en plus de servir à amender le sol. Les lisiers sont peu utilisés en maraîchage biologique. Pour cette raison, les informations présentées sur le lisier sont moins détaillées. Pour maintenir une certification biologique, la norme biologique canadienne concernant les fumiers, lisiers et composts doit être respectée.

Principales caractéristiques des fumiers et lisiers

Les déjections animales peuvent être sous forme solide (fumier), semi-liquide ou liquide (lisier). C’est le mode de gestion dans les bâtiments (avec ou sans ajout de paille ou de ripe) et le mode d’entreposage qui déterminent la consistance.

En maraîchage, ce sont surtout les fumiers qui sont utilisés. Ils proviennent principalement des élevages de bovins laitiers ou de boucheries, d’ovins et de volailles, et de chevaux. Ils permettent d’enrichir le sol en matière organique grâce à leur contenu en paille, copeau de bois ou ripe. Toutefois, même s’ils sont sous forme solide, leur rapport C/N est souvent trop faible (en général entre 7 et 15) pour les composter sans ajouter des matières carbonées au mélange (voir chapitre sur le compostage des fumiers).

Les lisiers et les effluents semi-liquides proviennent souvent des élevages porcins ou bovins et même parfois des élevages de volaille. Ils sont peu utilisés en maraîchage, d’autant plus qu’il est recommandé de les appliquer au printemps pour minimiser les pertes, ce qui est incompatible avec les délais de 90 ou 120 jours avant la récolte qui sont exigés pour la certification biologique.

Teneurs en éléments majeurs

Les fumiers de ruminants et de chevaux contiennent une proportion de phosphore par rapport à l’azote et au potassium plus faible que les fumiers de granivores. Cette caractéristique est à considérer si on veut limiter l’apport de phosphore et apporter le plus possible de potassium. Toutefois, les fumiers de ruminants contiennent des graines de mauvaises herbes, ce qui est moins le cas avec les fumiers de granivores, notamment pour les volailles disposant d’un gésier.

Des valeurs moyennes d’analyse pour les fumiers les plus utilisés en maraîchage sont données dans le Tableau 1. Pour plus de données, il est possible de consulter le guide sur les valeurs de référence (Magnan, 2020). Les valeurs moyennes des lisiers sont présentées dans le Tableau 2.

Cependant il est illusoire de vouloir prendre des décisions de fertilisation sur la base de valeurs moyennes parce que les fumiers qu’on obtient sont très variables et diffèrent habituellement substantiellement des valeurs moyennes. Avant de prendre une décision de fertilisation il faut donc caractériser les fumiers au moyen de mesures et d’analyses appropriées.

Tableau 1. Teneur en éléments majeurs de différents types de fumiers

Type de fumier	Matière sèche (%)	N (kg/t)	P2O5 (kg/t)	K2O (kg/t)	NH4+ (%)	C/N
Bovins laitiers	21,2	5,7	3,6	5,3	23*	15*
Bovins de boucherie** (engraissement ou finition)	27	5 à 8,55	2,71 à 4,74	4,06 à 5,95
Élevage vache-veau	26,2	4,8	2,4	4,92
Ovins : brebis et agneau	25	11,6	5,48	16		7-14
Ovin : agneau	25	22,2 à 24	7,6 à 9	12,0 à 16,7
Volaille - fumier de poulet	74,4	27,8	23,1	18	38*	11,5*
Volaille - fumier de poule pondeuse	82,5	27,6	34,3	21	9,4	5-9,7

Source : Magnan (2020) ; s’il y a un astérisque (*), la source est : CRAAQ, 2013

**Variable selon la période d’élevage

Tableau 2. Caractéristiques de différents types de lisiers et fumiers semi-liquides

Type de lisier	Matière sèche (%)	N (kg/t)	P2O5 (kg/t)	K2O (kg/t)	NH4+ (%)	C/N
Bovins laitiers - lisier	7,2	3,1	1,5	3,4	54*	10*
Porcs - engraissement, lisier	2,7 à 4,9	2,9 à 4,5	1,5 à 2,3	1,6 à 2,9	69*	3,4*
Volaille : lisier de poule pondeuse	11,1	10,7	7,1	5,1	73	3
Volaille : fientes de poules pondeuses (<de 50% de MS)	29,4	17,1	16,6	9,3	59	5,2
Volaille : fientes de poules pondeuses (≥de 50% de MS)	67,9	39,6	38,2	21,6	16	5,2

Source : Magnan (2020) ; s’il y a un astérisque (*), la source est : CRAAQ, 2013

Plusieurs éléments ressortent de ces tableaux :

Le fumier solide de volaille est à peu près cinq ou six fois plus riche que le fumier solide de bovins, surtout parce qu’il est moins humide;
La fraction ammoniacale (NH4+) est très élevée dans les lisiers de porcs, de volailles et de bovins. Comme il s’agit de la fraction minérale de l’azote, cet azote est rapidement disponible pour les plantes. Lorsque ce type de fumier est épandu à l’automne sans engrais vert, cette fraction (50 à 70 % de l’azote total) est en grande partie perdue dans l’environnement par lessivage ou volatilisation. Une telle pratique est peu recommandable et est encadrée par la réglementation (Voir section 12.7).

Les valeurs de calcium et de magnésium sont rarement utilisées dans la planification de la fertilisation avec fumiers, lisiers et composts.

Teneur en éléments mineurs

Un document réalisé en Montérégie regroupant les analyses de fumier de plus de 2000 échantillons fournit de l’information détaillée sur les analyses médianes en éléments majeurs et mineurs des principaux types de fumiers et lisiers (St-Pierre et Rivest, 2005). Un résumé des valeurs pour les éléments mineurs est donné dans le Tableau 3.

Même si une carence identifiée en élément mineur requiert un apport additionnel d’oligoélément (voir chapitre 13), l’utilisation de fumiers, lisiers et compost permet de limiter le risque de carence.

Les carences les plus fréquentes en sol minéral sont le bore (Bo), le manganèse (Mn), le zinc (Zn) et le molybdène (Mo, non analysé ci-dessous). Le cuivre (Cu) est à surveiller uniquement en sol organique. Le fer (Fe) et l’aluminium (Al) ne sont en général pas pris en compte car les sols en contiennent beaucoup.

Un excès de sodium (Na) peut entraîner des problèmes de salinité dans les terreaux ou en serre mais pas en sol cultivé en champ.

Pour fin de comparaison, les apports de ces fumiers pour une dose d’application moyenne et les prélèvements (kg/ha) de quelques cultures sont aussi indiqués (Tableau 4 et Tableau 5). Il n’a pas été possible de trouver des données pour les légumes. Pour cette raison des données pour les grains sont indiquées.

Tableau 3. Teneur d’éléments mineurs d’engrais de ferme (valeur médiane), (Rivest et St-Pierre (2005) cité par Estevez (2006)

		Bore	Manganèse	Zinc	Cuivre
Engrais de ferme	Matière sèche (%)		ppm
Base humide
Bovin laitier - fumier	17	4,4	21,5	24,2	4,8
Bovin laitier - lisier	9	3,2	13,2	16	4
Poulet - fumier	57	18	193	224	55
Porc engraissement - lisier	3,4	3	18	47	26

Base sèche			ppm
Bovin laitier - fumier	100	26	126	142	28
Bovin laitier - lisier	100	36	147	178	44
Poulet - fumier	100	32	339	393	96
Porc engraissement - lisier	100	88	529	1382	765
Porc engraissement - lisier IRDA (Seydoux et al., 2006)	100		512	1438	800

Tableau 4. Calcul de l’apport en éléments mineurs du différents fumiers ou lisier pour des doses d’application standard (Rivest et St-Pierre (2005) cité par Estevez (2006)

Engrais de ferme	Dose	Bore	Manganèse	Zinc	Cuivre
	(t/ha)	Kg/ha
Bovin laitier - fumier	30	0,132	0,645	0,726	0,144
Bovin laitier - lisier	50	0,16	0,66	0,8	0,2
Poulet - fumier	10	0,18	1,93	2,24	0,55
Porc engraissement - lisier	50	0,15	0,9	2,35	1,3

Tableau 5. Prélèvement de quelques cultures en éléments mineurs (Rivest et St-Pierre (2005) cité par Estevez (2006) 1

Culture	Rendement	Bore	Manganèse	Zinc	Cuivre
	t/ha	Kg/ha
Avoine	3,6	0,08	0,56	0,27	0,08
Maïs	11,2	0,19	1,35	0,57	0,15
Soya	4	0,25	0,84	0,34	0,16

1 Nous n’avons pas trouvé de valeurs pour les légumes. Le document de Quinche et Parent (2021) apporte toutefois des précisions sur les teneurs souhaitées dans les tissus foliaires de certains légumes en fonction de leur stade de développement.

Il est à noter que des apports élevés de fumiers, lisiers et composts tendent à augmenter les niveaux de zinc et de manganèse. À cause d’ajouts importants dans les rations, l’usage répété de lisier de porcs apporte des quantités de cuivre élevées qui peuvent mener à un déséquilibre des sols.

Principales caractéristiques des composts

Les composts peuvent être d’origine animale ou végétale. Actuellement, il y a très peu de données sur les composts végétaux. Pour cette raison seuls les composts comportant des matières animales sont détaillés ci-dessous. Ces derniers peuvent être fabriqués à la ferme ou achetés. Quant aux lombricomposts, très peu d’information fiable est disponible. L’alimentation des lombrics influençant grandement la richesse des produits, les lombricomposts issus de déjections bovines auraient les valeurs fertilisantes les plus élevées (Das et al., 2014).

Compost d’origine animale fabriqué à la ferme

La qualité du compost dépend à la fois du matériel utilisé (ratio C/N et taux d’humidité) mais aussi de la gestion du compostage (nombre de retournements, température et durée) et du mode de stockage (protection ou non du lessivage avec couverture géotextile).

Un ratio C/N de départ faible ou un nombre de retournement élevé entraînent des pertes en azote par volatilisation élevées. L’absence de couverture de l’amas entraîne des pertes importantes de potassium et d’azote par lessivage. Le phosphore est peu affecté par la gestion et se conserve bien.

Ainsi, l’analyse du compost peut être très variable. Elle varie d’une ferme à l’autre mais aussi d'un amas à l'autre sur la même ferme (Tableau 6).

Il n’y a pas d’analyse moyenne de compost basée sur un grand nombre d'échantillons comme pour les fumiers. Quelques données sont toutefois présentées au tableau 2. Elles proviennent d’une étude réalisée au Québec sur 29 composts commerciaux et fermiers faits à partir de fumiers. Les résultats d’analyse de deux autres composts produits avec rapport C/N de départ supérieur à 25 et une humidité adéquate sont aussi indiqués.

Tableau 6. Composition de différents types de composts fait à partir de fumiers

Type de compost	N	P₂O₅	K₂O	Référence
Type de compost	kg/t – base humide			Référence
Composts mûrs (composts de fumier de bovins et composts commerciaux essentiellement)	5,8	10,1	4,1
Composts immatures (composts de fumier de bovins essentiellement)	7,6	9,1	5,4
Composts de fumier de volaille	14,1	25,7	7,1
Composts de fumier de bovins laitiers pailleux sous géotextile¹. Andain No 1	8,4	6,3	12	La France (Communication personnelle)
Composts de fumier de bovins laitiers pailleux sous géotextile¹ . Andain No 2	9,1	8	14	La France (Communication personnelle)

¹ Un géotextile qui ne laisse pas passer l’eau mais qui laisse sortir les gaz doit être utilisé pour couvrir les andains sinon de l’azote et du potassium sont lessivés (Jobin, 1992, communication personnelle). On en observe l’effet dans les deux composts de bas de tableau.

Plusieurs éléments ressortent des analyses des trois premiers types de composts :

La teneur en phosphore est très élevée;
La teneur en azote après compostage est plus faible que la teneur en phosphore. Cela résulte de pertes importantes d’azote durant le compostage, probablement engendrées par des conditions de compostage inadéquates (ratio C/N de départ trop faible, volatilisation);
La teneur en phosphore des composts est plus élevée que celle des fumiers. En réalité, la quantité totale de phosphore n’a pas augmenté; c’est plutôt la masse de fumier qui diminue d’environ 40 à 50 % durant le compostage, menant à une plus grande concentration du P₂O₅.

Pour les deux composts produits avec un apport de paille élevé et une humidité adéquate, on peut constater que l’azote est beaucoup mieux conservé car ce dernier reste proportionnellement plus élevé que le phosphore.

Composts commerciaux

Les composts commerciaux sont souvent fabriqués à partir de fumier auquel des matériaux riches en carbone ont été ajoutés pour augmenter le ratio C/N de départ. Il peut s’agir de mousse de tourbe, de bran de scie, de ripe, de copeaux de bois et, beaucoup plus rarement, de paille. Les valeurs en N, P₂O₅ et K₂O sont données dans le Tableau 8.

Attention : Comme mentionné précédemment, pour les composts commerciaux, le fabricant fournit habituellement les valeurs N - P₂O₅ - K₂O en pourcentage sur une base sèche. Comme les quantités de compost appliquées au champ sont en général évaluées sur une base humide, il faut convertir la valeur du compost donnée en base sèche en une valeur en base humide (voir la section Lecture d’un rapport d’analyse des fumiers, lisiers et composts).

Tableau 8. Composition de différents types de composts commerciaux (selon les données des produits actuellement sur le marché)

Type de compost	N	P₂O₅	K₂O	Humidité maximale	Commentaire
Type de compost	% – base sèche			%	Commentaire
Divers composts de tourbe (parfois avec écorce) avec fumier composté, et/ou farine de crevettes ou crustacées	1-2	0.7-2	0.6-1	55
Compost d’écorce et crabe	0.6	1.8	0.13	55	Attention : apport de phosphore élevé; à considérer pour les sols pauvres en phosphore principalement

Variabilité des analyses des fumiers, lisiers et composts

Il est recommandé de faire analyser les fumiers, lisiers et composts utilisés sur la ferme de façon systématique car ils peuvent varier grandement. Dans le tableau suivant, on constate les différences importantes qu’il peut y avoir entre deux fumiers provenant de la même espèce animale.

Tableau 9. Exemple de variabilité entre des fumiers provenant de la même espèce animale (rapports d’analyses de plusieurs fermes)

Type de fumier ou lisier	Matière sèche (%)	Densité (t/m3)	N (kg/t)	P2O5 (kg/t)	K2O (kg/t)	NH4+ (%)	C/N
Fumier de bovin laitier
Ferme 1	32	0.57	4,6	1,8	5.2	0.2	33
Ferme 2	24	0.64	5,1	2,2	3.3	2.1	21
Ferme 3	44	0.49	11,2	4.7	14,6	0.4	17
Ferme 4	23	ND	3	1.6	0.47	0.13	27
Ferme 5	56	0.43	17,9	9,4	27,6	0.18	10
Fumier de volaille (poulet à griller)
Ferme 1	74	0.37	27	4.4	8.8	2,65	12
Ferme 2	65	0.40	18	13,5	16,5	6,5	16
Ferme 3	77	0.36	28,5	22,5	14	4,7	12
Fumier d’ovin
Ferme 1	48	0.45	11	7,5	12,3	3,1	11
Ferme 2	ND	0.60	8,6	5,4	13	1	ND
Fumier de cheval
Ferme 1	41	0.51	3	2,2	6	0.06	26

Même pour les composts commerciaux, l’analyse peut varier de façon importante (Tableau 10). Une des causes de la variabilité vient du fait que les fabricants sont tenus de fournir l’analyse garantie minimale. Les composts peuvent donc être plus riches que ce qui est indiqué dans la fiche technique.

Tableau 10. Exemple de variabilité entre des composts provenant de la même espèce animale et pour un compost commercial (rapports d’analyses de plusieurs fermes)

Type de fumier ou lisier	Matière sèche (%)	Densité (t/m3)	N (kg/t)	P2O5 (kg/t)	K2O (kg/t)	NH4+ (%)	C/N
Compost de fumier de bovin laitier
Ferme 1	44	0.49	11,2	4.7	14,6	0.4	17
Ferme 2	23	ND	3	1.6	0.47	0.13	27
Ferme 3	56	0.43	17,9	9,4	27,6	0.18	10

Compost commercial à base de tourbe et fumier
Échantillon 1	48	74	12,4	17,2	15,7	0,56	14
Échantillon 2	61	37	16,5	20,5	15,8	0.09	12

Lecture d’un rapport d’analyse des fumiers, lisiers et composts

Les rapports d’analyse présentent une information assez complète sur les quantités totales de macro-éléments et micro-éléments (oligo-éléments) contenus dans les fumiers, lisiers et composts.

Fumier, lisiers et composts de ferme

Il est important de faire analyser les fumiers, lisiers et composts par un laboratoire accrédité (par le centre d’expertise en analyse environnementale du Québec du ministère de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques). L’analyse standard des fumiers, lisiers et composts permet de connaître l’humidité, le contenu en matière organique, ainsi que les quantités d’azote total et ammoniacal, de phosphore sous forme de P2O5 total, de potassium sous forme de K2O total, de calcium, de magnésium et des éléments mineurs. Les résultats des analyses standards provenant des laboratoires accrédités sont donnés en kg/t sur une base humide pour les éléments majeurs et en ppm (g par kg) pour les éléments mineurs. Il est aussi très important de suivre soigneusement les procédures d’échantillonnage car un prélèvement mal effectué peut donner des chiffres très différents de la réalité.

L’analyse ci-dessous (Figure 1) provient d’un compost de bovin laitier qui a été fait à partir d’un fumier très pailleux.

Le compost de bovin laitier de la Figure 1 contient :

10,6 kg/t de N total dont une très faible quantité d’azote ammoniacal (0,12 kg/t de NH4+), ce qui est normal pour du fumier composté.
9 kg/t de P₂O₅.
14,7 kg/t de K₂O

Ces chiffres peuvent être comparés aux données d’analyses présentées dans la section Principales caractéristiques des composts. Les teneurs en N, P₂O₅ et K₂O sont supérieures à celle d’un fumier de bovin. C’est normal car il y a diminution de la masse volumique lors du compostage et augmentation du taux de matière sèche. Si les éléments sont bien conservés, ils sont plus concentrés. On peut aussi constater que les quantités de N et K₂O sont élevées, ce qui indique une bonne gestion du compostage (peu de pertes d’azote par volatilisation et peu de pertes de potassium par lessivage). Lorsque les pertes d’azote sont élevées, le contenu en P₂O₅ devient en général plus élevé que celui de l’azote, ce qui est regrettable compte tenu du fait qu’on apporte souvent trop de phosphore pour pouvoir fournir assez d’azote aux cultures. Le ratio C/N de 8,8 est faible et indique que le compost est assez mature et devrait minéraliser activement.

Les éléments mineurs sont aussi indiqués dans l’analyse (Figure 2) et leur niveau peut être comparé aux analyses moyennes présentées précédemment.

Le calcul des éléments fertilisants apportés par une dose de 15 t/ha est donné dans le tableau ci-dessous. Il est important de comprendre que seule une partie de l’azote total apporté par cette application de compost sera disponible aux plantes l’année de l’application; on peut estimer la minéralisation à 20 ou 30 % la première année (Lee, 2016) . Le reste grossira le pool d’azote de la matière organique du sol et se minéralisera au cours des années subséquentes. Les apports répétés de compost pendant plusieurs années augmentent graduellement la minéralisation de l’azote à partir des matières organiques du sol.

Tableau 11. Apport d’une application du compost précédent à un taux de 15 t/ha.

Élément	Résultats de l’analyse de compost	Apport réel pour différents taux d’application de compost
Élément	Résultats de l’analyse de compost	15 t/ha	25 t/ha	35 t/ha
Azote (N)	10,6 kg/t	159,0 kg/ha^a	265,0 kg/ha	371,0 kg/ha
Phosphore (P₂O₅)	9 kg/t	135,0 kg/ha	225,0 kg/ha	315,0 kg/ha
Potassium (K₂O)	14,7 kg/t	220,5 kg/ha	367,5 kg/ha	514,5 kg/ha
Calcium (Ca)	25,8 kg/t	387,0 kg/ha	645,0 kg/ha	903,0 kg/ha
Magnésium (Mg)	3,6 kg/t	54,0 kg/ha	90,0 kg/ha	126,0 kg/ha
Manganèse (Mn)	170 ppm^a	2,6 kg/ha^c	4,3 kg/ha	6,0 kg/ha
Zinc (Zn)	154 ppm	2,3 kg/ha	3,9 kg/ha	5,4 kg/ha
Sodium (Na)	879 ppm	13,2 kg/ha	22,0 kg/ha	30,8 kg/ha

^a 15 t/ha * 10,6 kg/t = 159,0 kg/ha ^b 1 ppm = 1 kg pour 1000 000 kg = 1 kg pour 1000 t = 0,001 kg/t

^c 15 t/ha * (170ppm/ 1000) = 2,6 kg

Composts commerciaux et conversion de l’analyse d’une base sèche à une base humide

Les analyses fournies avec les composts commerciaux permettent en général de connaître l’humidité du compost (si elle n’est pas fournie, il faut communiquer avec le fournisseur), l’azote total, le P₂O₅ et le K₂O en pourcentage sur une base sèche. Il s’agit d’une analyse minimale garantie. Les valeurs réelles sur base humide seront donc alors moins élevées.

Comme les valeurs sont données sur une base sèche, il faut les convertir pour les avoir sur une base humide afin de pouvoir les comparer aux fumiers, lisiers et composts de ferme et ainsi calculer les doses à appliquer en tonnes humides.

Un compost ayant une analyse en pourcentage de 1,5 - 1,0 - 2,0 est utilisé dans cet exemple (Tableau 12). Le taux d’humidité, obtenu du fournisseur, est de 55 %.

Tableau 12. Conversion des valeurs N - P₂O₅ - K₂O exprimées en pourcentage sur une base sèche en valeurs exprimées sur une base humide en kg/t pour un compost commercial

	N	P₂O₅	K₂O	C/N
Analyse fournie par le fabricant (pourcentage, base sèche)	1,5 %	1,0 %	2 %	25-30
Conversion de % à kg/t	1,5 % * 10 = 15 kg/t	1,0 % * 10 = 10 kg/t	2 % * 10 = 20 kg/t	25-30
Conversion de base sèche à base humide (45 % de matière sèche, 55 % d’humidité)	15 kg/t * 45 % = 6,75 kg/t	10 kg/t * 45 % = 4,5 kg/t	20 kg/t * 45 % = 9 kg/t	25-30

Conversion entre P et P₂O₅ et K et K₂O

Les analyses de fumiers, lisier ou compost sont normalement données sous forme de quantités de P₂O₅ ou de K₂O. Cependant les analyses de tissus végétaux, notamment pour les engrais verts, sont données sous forme de P et K. Il est possible de convertir les quantités de P et K en P₂O₅ et de K₂O en utilisant les équations suivantes :

P (kg) * 2,29 = P₂O₅ (kg)

K (kg) * 1,2 = K₂O (kg)

Sommaire du guide

Module 1. Planification des cultures

Chapitre 1. Choix des espèces, des variétés et des semences