Disponibilité et fractionnement du phosphore du sol en réponse à différentes sources de phosphore dans les sols alcalins et acides : un bref

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 5677 (2023) Citer cet article

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L’utilisation des déchets agricoles comme source alternative de phosphore (P) offre de grandes perspectives d’amélioration du statut en P du sol. Une expérience d'incubation de 70 jours a été réalisée pour étudier les effets du superphosphate (SSP), du fumier de volaille (PM), du fumier de bétail (CM), de la paille de maïs (MS) et de la farine d'os de bétail (CB) avec le même apport total de P. sur la disponibilité et les fractions de P dans les sols typiques acides (sol rouge) et alcalins (sol fluvo-aquique). Les résultats ont montré que dans les sols fluvo-aquiques et rouges, le CM a surpassé les autres sources de P en améliorant la disponibilité du P dans le sol. Les changements dans le sol Olsen-P (ΔOlsen-P) étaient plus importants dans les sols fluvo-aquiques avec ajouts de SSP, PM et CM que dans les sols rouges. Parmi les différentes sources de P utilisées, seule la CM a augmenté les fractions labiles de P du sol à des niveaux similaires à ceux du SSP. Par rapport au SSP, davantage de monoester P et d'hexakisphosphate d'inositol ont été détectés dans les sols amendés avec des PM et du CM. Une analyse d'un modèle d'équation structurelle (SEM) a suggéré que le pH du sol avait un effet positif direct sur les fractions labiles de P dans le sol rouge acide amendé avec différentes sources de P. En résumé, le CM est une source de P supérieure pour augmenter le P disponible dans le sol des plantes, avec des implications pratiques considérables pour le recyclage du P.

Le phosphore (P) est un nutriment clé dans la production agricole intensive car il est essentiel à la croissance et au rendement des cultures1,2. Cependant, la limitation des ressources et la pollution environnementale induite par le phosphore chimique constituent les défis mondiaux de l’agriculture actuelle3,4. Le réajustement des apports de P, la réduction des pertes de P et le recyclage du P dans les déchets agricoles tels que le fumier, la paille, la farine d'os d'animaux, etc. sont considérés comme des stratégies efficaces pour réduire les apports de P chimique à l'échelle mondiale5,6,7,8,9. Comprendre la distribution des différentes fractions de P inorganique et organique est une condition préalable au contrôle de la transformation du phosphate dans les sols. Ainsi, comprendre la transformation et la disponibilité des fractions de P du sol après le recyclage de différentes sources de P est particulièrement important pour améliorer l’utilisation du P par les cultures et la gestion des engrais phosphatés tout en réduisant les risques environnementaux.

Les transformations physicochimiques du P (dissolution, précipitation, adsorption et désorption) sont régulées par le pH du sol, la teneur en matière organique et les propriétés biologiques du sol10,11,12. L’ajout d’engrais chimiques phosphatés (superphosphate, SSP) entraîne un pic initial de disponibilité du phosphore, suivi d’une adsorption et d’une précipitation du phosphore, ce qui entraînera une diminution substantielle de la disponibilité du phosphore au fil du temps13. Par rapport au P chimique, les apports d’engrais organiques sont bénéfiques à la conversion du P modérément labile en P14 disponible. Les sources alternatives de P contiennent une variété de composés de P, dont une grande proportion d’orthophosphate15. Ces sources alternatives de P peuvent également affecter la cinétique du P dans le sol en modifiant la capacité d’adsorption16,17. Les fractions P dans le fumier dépendent de divers facteurs, notamment le type de fumier, l’état de séparation solide-liquide, le taux de décomposition, ainsi que les processus de manipulation et de stockage du fumier18,19. En outre, les différences dans le système digestif et la composition alimentaire des animaux peuvent entraîner de grandes différences dans la concentration et les fractions de P dans les différents fumiers20,21. Des recherches antérieures suggéraient que la majeure partie du P contenu dans le fumier de volaille était récupérée dans l'eau et les extraits de HCl, tandis que la majeure partie du P dans le fumier de bétail était récupérée dans l'extrait de NaHCO322. Par conséquent, la disponibilité de P dans le fumier de bétail a tendance à être supérieure à celle du fumier de volaille. La transformation du P provenant de divers types de fumier appliqués au sol mérite des investigations plus approfondies. De plus, la paille des cultures est généralement renvoyée directement au sol dans les pratiques agricoles, et la disponibilité du phosphore provenant de la paille nécessite une analyse approfondie23. Il est proposé que la farine d'os soit recyclée et utilisée comme engrais organique, alors que son utilisation potentielle en tant que source efficace reste incertaine6. Ainsi, il est nécessaire d’identifier et de quantifier les fractions de P provenant de différentes sources alternatives de P et leur répartition dans les fractions de P du sol afin de déterminer la disponibilité potentielle de P.