Absorption par les plantes.

Les plantes absorbent l'azote sous sa forme nitrique (NO₃^-) ; à l'exception notable du riz, elles ne l'absorbent pas couramment sous forme ammoniacale : cela se produit, temporairement, lorsque le sol n'est pas suffisamment aéré (sols tassés, excès d'eau) pour que la production de nitrates se fasse correctement. L'efficacité de l'absorption dépend de l'extension du système racinaire et des conditions de son fonctionnement : si le sol est sec ou la température basse, l'absorption est ralentie, ce qui limite l'efficacité de la fertilisation azotée.

Transferts vers l'atmosphère.

La dénitrification est la transformation de NO₃^-, NO₂^- et N₂O en azote gazeux (N₂) par des micro-organismes qui utilisent ces composés comme des accepteurs terminaux d'électrons, à la place de l'oxygène. Outre l'existence de ces composés azotés et de ces micro-organismes, cette transformation exige aussi la présence de composés donneurs d'électrons (composés organiques, composés contenant du soufre réduit, H₂). La dénitrification chimique (sans intervention de micro-organismes) peut aussi résulter de réactions entre l'anion nitrite et les substances humiques produisant des composés azotés gazeux (N₂, N₂O et NO). La dénitrification a lieu dans les milieux anaérobies, bien que beaucoup de bactéries dénitrifiantes ne soient pas anaérobies strictes. Le drainage insuffisant et l'accumulation de matières organiques sont des facteurs favorables. Or, certains des composés ainsi produits (N₂, N₂O) contribuent à l'effet de serre et des études sont en cours pour évaluer la contribution des parcelles cultivées à ce processus.

L'autre type de production d'azote gazeux est la volatilisation. Dans le sol, la molécule NH₃ peut fixer un proton et se transformer ainsi en un cation NH₄⁺. Cette réaction, qui a lieu normalement en milieu acide, est pratiquement complète pour des pH inférieurs à 6. Mais elle peut aussi être importante dans les sols dont le pH est supérieur à 7, en particulier dans les sols calcaires, où les apports importants d'engrais ammoniacaux et d'effluents d'élevage peuvent être à l'origine de pertes dépassant parfois 50 % des quantités apportées. L'enfouissement de ces produits est un moyen d'en limiter les pertes.

Lixiviation du nitrate.

L'anion NO₃^-, très soluble, n'est généralement pas retenu dans les sols en raison des charges électriques négatives portées par les argiles et les substances humiques. Une certaine rétention est toutefois possible dans les sols contenant beaucoup d'oxydes de fer et d'aluminium (sols ferrallitiques et andosols). Sa grande solubilité fait qu'il est facilement entraîné en profondeur lors des périodes de drainage (lixiviation), ce qui peut entraîner la pollution de la nappe phréatique. En effet, la teneur en nitrate de l'eau potable ne doit pas excéder 50 mg/l. Dans les régions d'agriculture et d'élevage intensifs, cette norme est souvent dépassée du fait du drainage du nitrate qui n'a pas été absorbé par les végétaux.

Fertilisation azotée.

Dans les parcelles cultivées, la production annuelle de nitrate par le sol n'est pas suffisante pour couvrir les besoins du peuplement végétal dès lors que les rendements escomptés dépassent les rendements accessibles sans fertilisation. La quantité totale d'azote à apporter sur une culture (sous forme organique ou minérale) est égale à la différence entre, d'une part, les besoins de la culture (calculés en fonction du rendement fixé) et l'ensemble des pertes en azote du sol prévues pendant la période de culture et, d'autre part, l'ensemble des fournitures d'azote au sol (variables selon le stock initial d'azote dans le sol) prévues pendant la même période. La quantité d'azote minéral présente à un moment donné dans le sol d'une parcelle cultivée est le résultat d'un bilan entre des pertes et des gains. Les gains proviennent des apports faits par l'homme (engrais, minéralisation d'effluents d'élevage et de divers produits organiques), de la fixation biologique de l'azote atmosphérique et des apports atmosphériques (pluies, poussières). Les pertes sont dues à l'absorption par les végétaux, à des transformations biologiques ou physico-chimiques (réorganisation par les micro-organismes, volatilisation de l'ammoniac, dénitrification), ainsi qu'à la lixiviation du nitrate. L'évaluation de la différence entre les quantités d'azote minéral produites et les quantités disparues est une information qui indique la quantité d'azote instantanément biodisponible pour les cultures, mais aussi susceptible de polluer les eaux en l'absence de prélèvements suffisants par les végétaux et la microflore. On effectue un bilan prévisionnel de l'azote avant une culture afin de calculer au plus juste les apports (engrais, amendement) en fonction des fournitures du sol et des besoins de la culture, de manière à limiter les quantités restant dans le sol après la récolte, qui risquent d'être lessivées pendant l'interculture. Les fournitures du sol dépendent de la minéralisation des différentes fractions de la matière organique (humus, résidus de récolte, fumier) sous l'action des micro-organismes. L'activité de ces derniers dépend étroitement des conditions de milieu (température, humidité) et donc du climat.

Calvet