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Optimiser les apports de phosphate


Le phosphore est indispensable à la croissance des plantes. Son rôle dans le développement racinaire est bien connu, mais on oublie parfois qu’il permet également le stockage de l’énergie dans la plante et qu’il active la photosynthèse.


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Après l’azote, le phosphore (P) est le deuxième élément responsable des rendements et de la qualité des récoltes. Il va ainsi de soi que l’optimisation de la fumure phosphatée demeure un point clé du plan de fertilisation d’une exploitation agricole. Cependant, cette optimisation doit se faire selon des objectifs agronomiques, économiques et écologiques, qui ne sont pas toujours évidents à déterminer.

Un engrais cher, mais nécessaire
Les normes de fumures phosphatées en Suisse (PRIF 2017) sont basées à la fois sur les quantités de phosphore exportées par les cultures et confirmées par des essais lon­gue durée menés par les stations de recherche Agroscope. La stratégie de fertilisation consiste à rapporter juste ce qu’il faut d’éléments fertilisants pour atteindre les rendements cibles, sans risquer un surdosage qui augmenterait les risques de pollution des eaux souterraines. En fonction des analyses de sol, une modification de ces normes, voire une absence (appelée aussi impasse) de fertilisation phosphatée, peut être envisagée.

La raréfaction des ressources mondiales en phosphore tendant à faire augmenter les prix au fil des années, ces situations d’impasse sur la fumure en phosphore se sont multipliées dans les campagnes. Il est cependant nécessaire de rester vigilant. Même si plusieurs années sans apport peuvent ne pas engendrer de baisse de rendements significative (cas des sols le plus riches et argileux), le jour où les récoltes chutent à cause d’une carence en phosphore, les pertes peuvent être très importantes. L’agriculteur se trouve alors dans l’incapacité de résoudre rapidement le problème. En effet, dans le cas du phosphore, la quantité importe peu, seule sa disponibilité décide de la tenue de la culture en place.

Une très faible part est assimilable
La quantité moyenne de phosphore totale dans les sols suisses est haute, d’environ 1900 kilos à l’hectare. Parmi ce stock, environ 100 kilos se trouvent sous forme organique (non assimilable) et 1800 kilos sont bloqués dans la phase solide du sol (non assimilables). Seul 0,1 kilo d’ions orthophospha­tes est présent dans la solution du sol à un instant donné. Ces ions représentent la seule source d’alimentation pour les plantes.

En effet, la forme P2O5 n’existe absolument pas à l’état naturel. Les plantes assimilent plutôt des ions H2PO42-. Le bon approvisionnement en phosphore de la culture est donc uniquement déterminé par la capacité du sol à minéraliser du phosphore organique et désorber du phosphore de la phase solide afin d’alimenter continuellement la solution du sol. Pour cela, deux paramè­tres principaux rentrent en jeu: le pH et la température du sol.

Les diverses incidences du pH
Les phosphates de la solution du sol étant des anions (ions avec charge électrique négative), ils vont naturellement s’associer avec des cations (ions avec charge électrique positive). Dans le cas des sols acides, ce sont principalement le fer et l’aluminium (Fe2+ et Al2+) qui vont se lier aux phosphates et le bloquer dans la phase solide du sol. Ce phénomène dit de «rétrogradation» est très rapide puisqu’en moyenne, 75% des ions phosphates en solution dans un sol acide seront rétrogradés sous huit jours.

Dans le cas des sols calcaires, c’est le calcium (Ca2+), présent en abondance, qui sera l’agent fixateur des phosphates et créera un blocage de ces derniers. Ce phénomène, appelé cette fois «fixation» s’effectue légèrement plus lentement puisqu’en moyenne 50% des ions phosphates en solution dans un sol calcaire seront fixés après vingt et un jours. Dans les deux cas, la liaison des phosphates avec les cations aura pour conséquence de diminuer drastiquement la disponibilité en phosphore pour les cultures.

Si, dans le cas des sols acides, un chaulage peut permettre d’arracher une partie des phosphates au fer et à l’aluminium pour les remettre en solution, le phénomène de blocage  en sol calcaire est, lui, irréversible. Il est ainsi préférable d’utiliser des phosphates naturels tricalciques pour les sols acides (pouvoir chaulant), et des phosphates solubles mais protégés pour les sols calcaires.

Les différents effets de la température
Si le pH a une action primordiale sur la durabilité du phosphore en solution, la température jouera quant à elle un rôle important sur la mise en solution de ces ions phosphates, à travers son effet sur l’activité microbienne. En effet, la désorption du phosphore de la phase solide du sol, mais surtout la minéralisation du phosphore organique sont directement liées à l’activité de la flore microbienne. En moyenne, l’activité bactérienne du sol atteindra 30% de son potentiel pour une température de 13°C, 43% à 16°C, 73% à 18°C et enfin 100% pour une température de sol de 21°C.

En conclusion, plus un sol est chaud et neutre, plus il mettra de phosphore à disposition des plantes, et inversement pour des sols froids au pH s’éloignant de la neutralité. C’est à cause de cet effet de la température que les engrais de fond s’épandent habituellement en automne et que les engrais phosphatés solubles (DAP ou autres starters) sont réservés aux semis de printemps.
Aurélien Roger, Timac agro swiss, 18 mai 2018


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BÉNÉFICES AGRONOMIQUES ET ÉCOLOGIQUES D'UN NOUVEL ENGRAIS PHOSPHATÉ

En juillet 2016, des chercheurs d’Agroscope Changins et du laboratoire alsacien RITTMO ont publié une étude sur l’effet d’un nouvel engrais phosphaté sur la nutrition et le rendement du blé. L’engrais en question avait comme caractéristique de protéger les phosphates de la rétrogradation dans tout type de sol, par la complexation avec une substance organique neutralisant la charge électrique.

Les essais menés en conditions contrôlées ont pu mettre en évidence une assimilation deux fois supérieure de cet engrais par rapport aux engrais phosphatés solubles (SSP). Selon les conclusions de l’étude, cette nouvelle forme d’amendements phosphatés peut permettre de rendre disponibles davantage de phosphates pour les plantes et sur une plus longue période. Cela peut donc aboutir à une augmentation significative des rendements. Elle permet surtout, dans le contexte suisse, de réduire les doses d’application et d’atteindre une assimilation suffisante et les rendements cibles. Cette nouvelle forme d’engrais phosphaté est depuis lors commercialisée en Suisse.
AR, 18 mai 2018


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DATES IMPORTANTES

1669 L’alchimiste Henning Brand découvre le phosphore en cherchant la pierre philosophale.

1827 Le chimiste John Walter emploie et crée pour la première fois le nom de «Phosphore».

1839 Justus von Liebig (connu en agronomie pour sa métaphore du tonneau) découvre que le phosphate de calcium contenu dans les os peut être assimilé par les plantes s’il est traité avec de l’acide sulfurique.

1842 Sir John Bennett Lawes découvre que la même réaction peut rendre soluble le phosphore contenu dans les roches de carrière et en faire une source de nutriments.

1843 Première production de Super Simple Phosphate (SSP) par Lawes en Angleterre. Le SSP restera le produit le plus vendu jusque dans les années 1950.

1870 Première production de Super Triple Phosphate (TSP) en Allemagne en remplaçant l’acide sulfurique par l’acide phosphorique.

1930 Début de l’exploitation industrielle du TSP. Cet engrais connaît un fort développement durant les années 1930 en Europe. Cette période correspond à la forte augmentation des rendements agricoles moyens.

1960 Développement du phosphate d’ammonium grâce à la réaction entre l’acide phosphorique et l’ammonium.

1995
 Le professeur allemand Jörg Gerke établit le rôle de composés organiques dans la fixation des ions phosphore.

2005
 Les docteurs Garcia-Mina et Yvin publient leurs travaux sur la complexation du phosphore avec de la matière organique et démontrent que l’association reste stable pendant 18 mois dans des solutions entre pH = 4 et pH = 8.

2016
 Agroscope publie ses travaux de recherche sur l’emploi d’un nouveau type d’engrais phosphaté protégé et démontre une efficacité deux fois supérieure aux engrais phosphatés solubles.
AR, 18 mai 2018

 

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