Les inhibiteurs synergétiques de la nitrification combinés aux bonnes pratiques de gestion permettent d’obtenir des rendements et une efficacité d’utilisation de l’azote plus élevés dans les sols semi‑arides salins‑alcalins

Alimenter les cultures sur des terres difficiles

Dans de nombreuses zones sèches du globe, les agriculteurs peinent à produire suffisamment sur des sols salés et exposés au vent, tout en évitant que les engrais ne polluent l’eau et l’air. Cette étude menée en Mongolie intérieure, en Chine, montre comment une utilisation plus intelligente de l’azote — aidée par des additifs spécifiques appelés inhibiteurs de la nitrification — peut rapprocher les rendements du maïs de leur potentiel, réduire le gaspillage d’engrais et limiter les dommages environnementaux, même lorsque les précipitations sont faibles.

Le défi des exploitations sèches et salées

Les régions arides et semi‑arides couvrent plus de 40 % des terres cultivées dans le monde et produisent la majeure partie de notre nourriture, mais elles font face à des problèmes sérieux : faibles précipitations, sols salins et forte dépendance à l’irrigation. Dans le district d’irrigation de Hetao, à l’ouest de la Mongolie intérieure, les agriculteurs appliquent traditionnellement des quantités très importantes d’engrais azotés au maïs — 300 à 450 kilogrammes par hectare — dans l’espoir d’obtenir de hauts rendements. En réalité, les rendements plafonnent à seulement environ 40 % de ce qui est possible. Une grande partie de l’azote s’échappe dans l’air ou est lessivée vers les canaux et les lacs, gaspillant de l’argent et polluant l’eau. La question clé pour les chercheurs était de savoir comment se rapprocher de manière significative du rendement atteignable de la région tout en utilisant moins d’azote et en perdant moins vers l’environnement.

Concevoir un système d’engraissage plus intelligent

L’équipe a mis en place une expérimentation de plein champ sur trois ans dans un sol typique salin‑alcalin, avec très peu de précipitations et une irrigation par crue depuis le fleuve Jaune. Ils ont comparé quatre systèmes de gestion pour le maïs : pas d’azote du tout ; la pratique paysanne courante à forte apport ; un système « haut rendement et haute efficacité » qui réduisait l’azote d’environ un tiers et simplifiait la fertilisation ; et un système « haut rendement et tolérant au stress » qui utilisait la même dose réduite d’azote mais ajoutait un inhibiteur de la nitrification appelé DMPP, incorporé à l’engrais et appliqué une seule fois au semis. Toutes les parcelles utilisaient la même variété de maïs et des apports similaires de phosphore et de potassium, de sorte que les différences pouvaient être attribuées principalement aux stratégies azotées.

Plus de grains avec moins d’azote

Sur la période 2020–2022, les parcelles non fertilisées ont vu leur productivité décliner régulièrement, confirmant que le sol seul ne pouvait pas alimenter un maïs à haut rendement. En revanche, les deux systèmes améliorés avec azote réduit ont atteint des rendements grainiers de 15–18 tonnes par hectare — soit environ 80 % du potentiel local — égalant ou se rapprochant du système paysan à fort apport lors des années normales. De façon cruciale, les systèmes optimisés l’ont fait avec seulement 250 kilogrammes d’azote par hectare et une seule application d’engrais, comparés à 380 kilogrammes et trois applications dans le système traditionnel. Cela a augmenté l’efficacité d’utilisation de l’azote — la part de l’azote appliqué effectivement absorbée par la culture — depuis moins de 50 % jusqu’à environ ou plus de 60 % lors des années à bonne pluviométrie, atteignant les objectifs internationaux de « développement vert ».

Une assurance intégrée contre la sécheresse

L’épreuve la plus dure est survenue en 2022, lorsque les précipitations se sont effondrées et que le maïs a subi une sécheresse sévère durant une phase clé de développement. Dans ces conditions difficiles, le système à azote réduit sans l’inhibiteur a connu une baisse notable des rendements par rapport à la pratique à fort apport. En revanche, le système utilisant l’inhibiteur de la nitrification a maintenu les rendements, principalement en préservant un poids des grains plus élevé. Les mesures ont montré que ce traitement a préservé l’absorption d’azote aérien, renforcé l’absorption de phosphore et maintenu la biomasse totale des plantes même durant l’année sèche. En ralentissant la conversion de l’ammonium en nitrate dans ce sol salin à pH élevé, l’inhibiteur a maintenu davantage d’azote utilisable à proximité des racines sur la durée, aidant les plantes à mieux supporter le stress hydrique.

Des champs et des eaux plus propres

Parce que les cultures ont absorbé une plus grande partie de l’azote appliqué, les systèmes améliorés ont laissé des surplus d’azote bien plus faibles dans le sol. La pratique paysanne à fort apport a accumulé plus de 160–200 kilogrammes d’azote excédentaire par hectare chaque année — un azote susceptible de s’échapper sous forme gazeuse ou d’être lessivé vers les eaux de drainage. Les systèmes optimisés ont réduit ce surplus d’environ moitié, et certaines années le traitement avec inhibiteur a presque équilibré entrées et sorties. Cela réduit le risque d’émissions de gaz à effet de serre et le flux d’azote vers les cours d’eau locaux, où il est déjà identifié comme un polluant majeur.

Ce que cela signifie pour les agriculteurs et l’environnement

Pour les agriculteurs qui travaillent dans des régions sèches et salines, l’étude livre un message clair : ajouter simplement plus d’azote ne garantit pas plus de grains, mais un azote mieux formulé et mieux calé dans le temps peut le faire. Une unique application d’engrais azoté à taux réduit, combinée à un inhibiteur de la nitrification, peut fournir des rendements élevés de maïs, augmenter la fraction de l’engrais réellement utilisée par la plante et diminuer la pollution. Peut‑être plus important encore, cette approche fonctionne comme une police d’assurance lors des années sèches, aidant les cultures à conserver leur rendement lorsque l’eau vient à manquer. Si ces pratiques sont largement adoptées dans des régions similaires, elles pourraient augmenter la production alimentaire tout en réduisant la pression sur des sols et des eaux fragiles.

Citation: Zeng, Z., Wu, L., Liu, J. et al. Synergistic nitrification inhibitors with best management practices can achieve higher yield and nitrogen use efficiency in semi-arid saline-alkali soils. Sci Rep 16, 5287 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36007-1

Mots-clés: efficacité d’utilisation de l’azote, inhibiteur de la nitrification, rendement du maïs, agriculture semi‑aride, sol salin‑alcalin