Les engrais chimiques sont utilisés dans le cadre d'une agriculture intensive afin d'augmenter la croissance et le rendement des cultures.
Il existe trois grandes familles d'engrais chimiques :
- les engrais azotés : l'azote est un élément très important pour la croissance des végétaux. Il est présent naturellement dans l'atmosphère, mais les engrais chimiques en apportent de bien plus grandes quantités.
- les engrais potassiques : la potasse est naturellement présente dans les terres, certains sols étant plus riches que d'autres. Quelques végétaux sont particulièrement avides de potasse, tels que les pommes de terre, les betteraves, ou encore la vigne.
- les engrais phosphatés : ils apportent à la terre du phosphore, de l'aluminium, de l'azote et du calcium.
Les engrais chimiques permettent d'obtenir un plus grand rendement agricole, mais sont responsables d'une pollution massive des sols et de l'eau. Les nitrates et phosphates notamment, présents dans les engrais chimiques, atteignent les cours d'eau et nappes phréatiques par infiltration.
Les phosphates provoquent l'eutrophisation de l'eau, c'est-à-dire un excès de nutriments, se traduisant par une croissance excessive des algues et une diminution de l'oxygène, ce qui modifie massivement l'écosystème en place, détruisant la biodiversité et favorisant la croissance d'espèces nuisibles.
Les engrais azotés riches en nitrates très solubles dans l’eau sont la cause majeure de la pollution des réserves d'eau potable de la planète. L'eau nécessite des traitements pour être consommée, et cette pollution est responsable du problème majeur d'accès à l'eau potable.
La solution de lutte contre les pollutions générées par les engrais chimiques est le développement de l'agriculture biologique au détriment de l'agriculture intensive.
Mais selon Jacques Diouf, le directeur général de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), il semble impossible de se passer des engrais chimiques pour nourrir 6 milliards (et 9 milliards à l'horizon 2050) d'humains sur terre.
Dans une perspective de développement durable, il s'agit de trouver le juste équilibre d'une agriculture raisonnée : utilisation restrictive d'engrais chimiques, en appliquant notamment le bon dosage, et développement de l'agriculture biologique, autant que possible.
