Une distinction est faite entre les engrais en général en fonction de la manière dont l'engrais est lié. D'autres types de discrimination sont la forme de l'engrais (engrais solide et engrais liquide) et leur effet (engrais à action rapide, engrais à libération lente, engrais de dépôt).

Il existe 3 grandes catégories d'engrais:

• Engrais minéral: dans les engrais minéraux, les éléments fertilisants sont généralement présents sous forme de sels (exceptions: engrais ammoniac liquide). Les matières premières pour les engrais minéraux sont minées ou produites avec des procédés chimiques énergivores. En partie également les produits miniers sont utilisés directement, comme les sels de potassium et de la chaux. Les engrais minéraux ont permis un grand gain de productivité dans l'agriculture et sont très fréquemment utilisés aujourd'hui. Les engrais azotés synthétiques sont problématiques en raison de la grande quantité d'énergie nécessaire pour les fabriquer. Les engrais organiques avec des méthodes de culture correspondantes conduisent également à une teneur plus élevée en humus et à une meilleure qualité du sol. Les engrais minéraux sont utilisés sous forme de granulés, de poudre ou de liquide (engrais liquide).

Fig 2 : Tas d’engrais minéraux

• Engrais gazeux: la fertilisation au dioxyde de carbone CO₂ est importante en horticulture en serre et en aquariophilie. La raison en est la carence en CO₂ résultant de la consommation photosynthétique avec une alimentation insuffisante en air frais, surtout en hiver avec ventilation fermée. Les plantes ont besoin de carbone comme substance de base. En horticulture, le dioxyde de carbone est soit acheté sous forme de GPL, soit introduit comme produit de combustion du propane ou du gaz naturel (couplage de la fertilisation et du chauffage). L'augmentation potentielle du rendement dépend de l'importance du manque de CO₂ et de l'importance de l'apport de lumière (photosynthèse) pour les plantes. En aquarium, le gaz carbonique est supplémenté par des kits CO₂ spécifiquement conçus pour l'injection dans l'eau.

Fig 3: Engrais gazeux (CO₂, O₂)

• Engrais organique: dans les engrais organiques, les éléments fertilisants sont ou étaient principalement liés dans des composés organiques réduits contenant du carbone. Si ceux-ci sont déjà partiellement oxydés, comme dans le compost, les minéraux fertilisants sont adsorbés sur les produits de décomposition (acides humiques) etc. En conséquence, ils ont un effet plus durable et sont généralement moins rapidement éliminés que les engrais minéraux. Une mesure de la vitesse effective est le quotient C/N. Les engrais organiques sont généralement d'origine animale ou végétale, mais peuvent également être synthétisés. Les engrais organiques sont principalement des déchets provenant de l'agriculture (fumier). Des exemples d'engrais organiques sont: le jus d'algues, la farine animale, la farine de poisson, le guano, l'urée, les broyats d'os ou de cornes, les restes de plantes compostées (compostage), les boues d'épuration, la vinasse...

Fig 4 : Engrais organiques

Avantages:

Les avantages de la fertilisation avec des engrais, notamment des engrais bio, sont un "engraissement" mesuré. La loi minimale sur la nutrition des plante stipule que le potentiel de rendement génétique d'une culture est limité par le principal nutriment qui n'est pas disponible en quantité suffisante au moment où les plantes en ont besoin (loi du rendement décroissant). Les besoins en engrais requis sont généralement déterminés par des analyses de sol et des fenêtres d'engrais. La malnutrition des cultures entraîne des déficiences avec des rendements réduits et parfois même une perte totale des récoltes.

Inconvénients:

L'application de plus d'engrais que nécessaire entraîne la pollution des eaux souterraines et des eaux de surface. Il est également souligné que les cultures fortement fertilisées peuvent avoir une teneur en eau plus élevée et que le rapport des hydrates de carbone aux vitamines et minéraux est moins favorable, bien qu'il s'agisse principalement d'une question d'espèces végétales cultivées.

Dans le sol, les bactéries transforment les composés azotés en oxyde nitreux (N₂O), un gaz à effet de serre 300 fois plus puissant que le dioxyde de carbone CO₂