Effets d’une application à court terme de fumier organique sur la croissance du maïs fourrage (Zea mays L. cv. Kwangpyeongok) et sur les communautés bactériennes du sol

Pourquoi cela compte pour les exploitations et l’alimentation

Partout dans le monde, les agriculteurs comptent sur les engrais chimiques pour produire suffisamment de nourriture, mais cet apport rapide peut insidieusement détériorer la santé des sols et l’environnement au sens large. Parallèlement, l’élevage génère des montagnes de fumier qui deviennent souvent un problème de déchet plutôt qu’une ressource. Cette étude pose une question d’actualité : un fumier de bovin bien composté, appliqué de manière appropriée, peut‑il aider le maïs à pousser aussi bien qu’avec des engrais chimiques, tout en renforçant à court terme la vie microbienne du sol ?

Tester différentes façons de nourrir le maïs

Les chercheurs ont cultivé du maïs fourrage, une culture fourragère essentielle pour les bovins, dans des parcelles de plein champ précédemment laissées en jachère. Ils ont comparé quatre traitements : aucun apport nutritif, un engrais chimique standard, une dose normale de fumier de Hanwoo (bovins coréens) composté, et une dose élevée du même compost — soit quatre fois le taux d’azote habituel. Ils ont suivi la hauteur des plantes, le rendement en biomasse et la formation des épis. Parallèlement, ils ont mesuré des changements dans la chimie du sol, comme la matière organique et le phosphore disponible, et examiné de près les communautés bactériennes du sol en utilisant une méthode de séquençage ADN à haute résolution.

Comment les plantes et le sol ont réagi

Le maïs a réagi rapidement aux apports nutritifs les plus riches. Les plantes ayant reçu l’engrais chimique ou la dose élevée de compost ont atteint une taille bien supérieure — plus de deux mètres — comparées à celles sans traitement ou avec la dose standard de compost. La formation des épis et la biomasse ont également été maximales dans les parcelles traitées avec l’engrais chimique, les parcelles à haute dose de compost étant proches derrière. En revanche, la dose standard de compost a fait peu mieux que l’absence d’engrais sur cette courte saison, probablement parce que la majeure partie de son azote restait encore sous forme organique et n’était pas encore disponible pour la culture.

La santé du sol sous la surface

Même sur une saison, les différents engrais ont remodelé le sol. Les sols ayant reçu du compost, à l’une ou l’autre dose, ont gagné davantage de matière organique et de phosphore disponible que les sols non traités, tandis que l’engrais chimique n’a pas augmenté ces réserves et a même coïncidé avec un pH du sol plus bas et moins de calcium. Les parcelles au compost ont aussi montré des communautés bactériennes plus riches et plus variées, en particulier à la dose standard où plus de matière organique est restée dans le sol. Certains groupes bactériens liés à la décomposition de la matière organique et au cycle des nutriments, comme les Protéobactéries et un groupe nommé Candidatus Saccharibacteria, sont devenus plus fréquents sous compost. En revanche, les parcelles traitées aux engrais chimiques ont favorisé des bactéries associées à l’élimination du phosphore, en accord avec le moindre phosphore observé dans ces sols et dans les tissus végétaux.

Relier microbes, nutriments et croissance

En corrélant les changements bactériens avec les mesures du sol, l’équipe a constaté que nombre des bactéries enrichies par le compost étaient positivement liées à des niveaux plus élevés de matière organique et de phosphore. Ces microbes semblent prospérer dans l’environnement riche en carbone créé par le fumier et peuvent aider à libérer des nutriments sous des formes utilisables par les plantes. La dose élevée de compost, en particulier, a fourni suffisamment d’azote immédiatement disponible pour soutenir une croissance du maïs presque équivalente à celle obtenue avec l’engrais chimique, tout en favorisant ces communautés de cycle des nutriments. Cependant, comme elle apportait beaucoup plus d’azote et de phosphore au total que ce que la culture retire en une saison, une application aussi importante pourrait risquer des pertes de nutriments vers l’eau ou un stockage à long terme si elle était répétée régulièrement.

Ce que cela signifie pour une agriculture durable

En termes clairs, l’étude montre qu’une forte dose de fumier de bovin bien composté peut faire pousser le maïs presque aussi bien que l’engrais chimique à court terme et, en même temps, encourager des bactéries du sol qui bâtissent la fertilité. Une dose standard de compost, toutefois, peut être trop modeste pour répondre aux besoins immédiats d’une culture dans un sol auparavant non fertilisé. Les auteurs ne présentent pas l’utilisation intensive de compost comme une recommandation générale, mais comme une preuve de concept : avec un ajustement soigneux des doses, le compost pourrait aider les agriculteurs à réduire la dépendance aux engrais synthétiques tout en recyclant les déchets d’élevage et en nourrissant un sol plus vivant et résilient. Des travaux futurs devront affiner ces doses afin que les exploitations tirent les bénéfices du compost sans les échanger contre des coûts environnementaux cachés.

Citation: Shim, SY., Lee, J., Linh, L.T.Y. et al. Effects of short-term application of organic manure on the growth of forage maize (Zea mays L. cv. Kwangpyeongok) and soil bacterial communities. Sci Rep 16, 14291 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45179-9

Mots-clés: fumier organique, maïs fourrage, microbiome du sol, engrais chimiques, fumier de bovin composté