AGRONOMIE ET NUTRITION DES PLANTES > Les engrais minéraux sont des substances naturelles

• Le phosphore dans le sol
• Importance pour la plante
• Disponibilité du phosphate
• Les formes d’engrais phosphatés simples
• Les engrais complexes phosphatés
• L’ eutrophisation

 

Le phosphore dans le sol

Selon la teneur du sol en matière organique, la fraction de phosphate est en moyenne de 40 % (25 – 65 %), en conséquence celle des liaisons phosphates inorganiques est de 60 % en moyenne (35 – 75 %). En règle générale, la fraction de phosphore non organique est déterminante pour l’approvisionnement des plantes. Dans la forme non organique, le phosphate du sol se trouve principalement sous forme de phosphate de calcium dans les sols neutres à alcalins et majoritairement sous forme de phosphate de fer ou d’alumine dans les sols acides.

Des phosphates de calcium se forment en présence de teneurs croissantes en calcium, dans l’ordre :

• phosphate mono calcique Ca (H2PO4)2
• phosphate bi calcique CaHPO4
• phosphate ortho calcique Ca4H (PO4)3 – 3 H2, defektapatite-apatite, par exemple.

Parallèlement à cette augmentation du calcium, la disponibilité pour les plantes de ces liaisons phosphates diminue.
Dans les sols acides, le phosphate évolue avec les oxydes et les hydroxydes de fer et d’alumine en premier lieu en liaisons mobiles puis deviennent stables en vieillissant (cristallisation / fixation). Des représentants typiques de phosphate vieilli et déjà cristallisé sont par exemple la strengite Fe+++PO4 - 2 H2O, la variszite Al PO4 - 2 H2O et la vivionite Fe3++(PO4)2 - 8 H2O.

 

Importance pour la plante

Le phosphore est :

• un constituant vital des composants cellulaires pour la plante, comme par exemple les membranes des cellules, le tonoplaste et les chloroplastes qui servent au maintien de la structure cellulaire.
• un composant de l ’ADN et de l’ ARN qui ont un rôle essentiel dans la synthèse des protéines.
• un constituant des liaisons qui sont vecteurs de l’information génétique et pilotent les processus métaboliques des plantes.
• un composant de différentes enzymes qui activent les processus nécessaires à la vie, comme par exemple la photosynthèse et la respiration.

Il occupe aussi une fonction particulière dans l’économie de l’énergie de la plante.

L’énergie nécessaire aux processus métaboliques des plantes est fournie par la formation et la décomposition des reliquats de phosphore. De cette façon le phosphore contribue directement à ce que le métabolisme des hydrates de carbone, des graisses et des protéines puisse se dérouler sans interruption énergétique.

En raison de cette fonction dans le métabolisme des plantes, un bon approvisionnement des plantes en phosphore :

• contribue à augmenter la résistance aux maladies et au froid.
• favorise la croissance des racines et améliore ainsi l’approvisionnement en eau et en nutriments des plantes.

Plus tard, la montaison des céréales est influencée positivement ainsi que le développement végétatif ultérieur.
Au-delà de l’effet favorable sur le développement génératif (floraison et formation des graines, fructification, nombre de grains par épi) un bon approvisionnement en phosphate favorise aussi le rendement.

La part du phosphate présent dans la solution du sol provenant de la dégradation des minéraux et de la décomposition de la matière organique est très faible. Un litre de solution du sol contient approximativement 1 mg de phosphate.
Ainsi les plantes ne disposent pas de plus d’un à deux kilogrammes de phosphate à l’hectare pour l’absorption immédiate.

Comme les plantes ont des besoins temporairement supérieurs à 1 et jusqu’à 2 kg par hectare et par jour, la différence de cette fraction de phosphate appelée labile doit être fournie.

Le processus d’insolubilisation et de resolubilisation se répète dans un échange continuel.
Il faut aussi compter comme phosphate soluble les phosphates qui sont organiquement liés.
Pendant la végétation, les formes de phosphate soluble sont la principale source de ravitaillement pour l’enrichissement de la solution du sol et ainsi pour la nourriture de la plante. Ces formes de phosphates solubles se transforment aussi et tendent à évoluer en combinaisons insolubles. Elles cristallisent au cours du temps, vieillissent et se combinent. Cela donne ce qu’on appelle le phosphate stable (insoluble). La solubilité de ces formes diminue toujours plus, de sorte que finalement elles sont largement bloquées pour l’alimentation des plantes.

 

Disponibilité du phosphate

Les résultats d’analyses du sol donnent une vue d’ensemble sur la part des phosphates du sol disponibles pour les plantes et sa transformation à long terme.

Elles permettent d’ajuster le calcul des apports en prenant en considération :

• le rendement,
• l’exportation de phosphate des cultures.

Quantifiez les apports et les exportations

NB : Les valeurs indiquées pour les rendements restent des indications qu’il convient d’adapter pour chaque région, ou exploitation, avant de procéder aux calculs.

Au stade intermédiaire, les plantes disposent d’une offre optimale en phosphate. Les recommandations de fumure portent donc sur des compléments pour les sols mal pourvus et des diminutions sur les sols mieux pourvus.

La structure du sol est un facteur important pour la disponibilité du phosphate.

Les facteurs limitant l’absorption des phosphates du sol par limitation du développement racinaire donc du prélèvement du phosphate sont :

• les compactions
• les mauvaises incorporations de restes organiques des plantes ou de lisier
• le travail du sol en conditions humides
• un enfouissement trop profond de la couche superficielle.

L’importance de la structure du sol pour l’absorption du phosphate peut être clairement mise en évidence étant donné que la croissance racinaire par son extension dans l’espace du sol est particulièrement déterminante pour le prélèvement du phosphate.
En tenant compte de l’analyse de sol, cela signifie qu’une valeur trouvée en laboratoire doit être appréciée en fonction de l’état du sol.

 

Les formes d’engrais phosphatés simples

Les gisements de phosphates à partir desquels sont fabriqués les engrais phosphatés tirent leur origine de roches éruptives par enrichissements phosphatés, précipitations d’eau phosphatée et de résidus d’origine animale.
Les principaux gisements sont situés en Afrique du Nord, (Maroc, Algérie, Tunisie), USA (Floride), Russie (Kola).

La consistance varie de celle de la pierre (par exemple kola apatite dure grossièrement cristalline) à celle de la terre (proportion croissante de P2O5 d’origine biologique ou bien proportion élevée de carbonates). De nombreux gisements de minerai de fer, comme par exemple le gisement de magnétite dans le nord de la Suède ou La Minette en Lorraine ont en partie également des proportions de mélanges phosphatés.

Les combinaisons phosphates présentes dans les gisements ne sont disponibles pour les plantes que de manière conditionnelle. Elles nécessitent donc un traitement et une transformation.

Les phosphates naturels

Dans certaines conditions (sol fortement acide), les phosphates naturels peuvent être utilisés directement comme engrais. Il ne s’agit à cet égard que de phosphates naturels tendres et seulement après avoir été finement moulus.

Les phosphates solubles

Le traitement consiste à détruire la structure apatitique du matériau de base et à transformer le phosphate en une forme bien soluble et disponible pour la plante.

Le superphosphate

Il s’agit d’un mélange de phosphate mono-calcique et de gypse (sulfate de chaux), résultant du traitement du phosphate naturel par l’acide sulfurique.

Le superphosphate triple.

Il s’agit d’un engrais phosphaté hautement concentré, résultant du traitement du phosphate naturel avec l’acide phosphorique.
La fabrication se fait avec un mélange continu de phosphate naturel finement moulu avec l’acide phosphorique.

A côté de ces phosphates naturels, il existe des matières premières comme le minerai de fer phosphaté.

 

Les engrais complexes phosphatés

les engrais PK :

Les procédés de fabrication des engrais PK se distinguent par les composants en phosphates.
Ils peuvent être à base de superphosphates, de phosphates naturels partiellement traités, de chaux convertie (scories) ou de phosphate naturel tendre.

A coté du chlorure de potassium et du sulfate de potasse, d’autres substances nutritives peuvent être contenues.
Ces types d’engrais PK ne sont employés que pour la fumure de fond PK. Leur efficacité dépend largement de la forme de leurs composants phosphatés.

les engrais NPK

Les engrais NPK homogènes sont produits au moyen d’une attaque de phosphate brut à l’acide. Pour le traitement à l’acide, il existe plusieurs procédés
Le traitement à l’acide sulfurique
Le traitement à l’acide nitrique ou procédé O.D.D.A

 

L’ eutrophisation

Lors d’une forte eutrophisation, la consommation d’oxygène des algues, des plantes aquatiques et du plancton, augmente. Avec une forte croissance et la diminution de l’oxygène, les organismes meurent, tombent au fond de l’eau et pourrissent. L’eau perd son équilibre. Finalement l’ensemble des animaux et des plantes périssent. C’est à peine si une autoépuration des eaux est encore possible.

Deux sources principales sont responsables de cette pollution générale des eaux de surface, à savoir :

• les apports par les stations d’épuration urbaines et industrielles,
• les apports par l’agriculture et l’espace naturel.

Pour les deux derniers points cités, les apports par les eaux d’érosion,de drainage et les eaux souterraines de même que les apports provenant des élevages jouent les rôles les plus importants.

Le lessivage du phosphate dans le profil du sol est en général insignifiant. Par ailleurs, sur les surfaces surfertilisées en lisier, de grandes quantités de phosphates sont lessivées sous forme de combinaisons de phosphate organique.

Le chargement dans le sol se produit en règle générale selon ce qu’on appelle «le flux préférentiel » (preferential flow). Cela signifie que les particules du sol contenant du phosphate sont transportées dans les couches du sol plus profondes par les fissures du sol, les passages de vers de terre, etc.

Etant donné que l’érosion est la source principale de ces apports diffus, l’agriculteur, dans la préparation du sol, doit utiliser des méthodes de travail contribuant à diminuer l’érosion (par exemple par des bandes enherbées le long des rives, des cultures intermédiaires, semis directs sur mulch, pas d’apport de lisier dans les pentes en dehors des périodes de végétation).

Code bonnes pratiques