Phosphore

Etat de l'art de la fertilité en P

Sols bien pourvus
Du fait notamment de décennies de sur-fertilisation

Méthode la plus utilisée: P-Olsen

60% du P disponible des sols agricoles francais vient de l'utilisation des engrais minéraux phosphatés
(Ringeval et al. 2014 - Demay et al. 2024)

Bilan entrées/sorties de P sur les sols agricoles

Apports de P

Engrais minéraux
(Le Noe et al. 2020)

Pour la campagne 2022-2023, l'utilisation d'engrais minéraux a diminué de 31% et 41% respectivame,t par rapport aux campagnes 2020-2021 et 2019-2020

Terres arables

A l'échelle française, aujourd'hui, 50% des apports de P = engrais minéraux, le reste est apporté sous forme d'effluents d'élevage (kgP/ha)

L'utilisation d'engrais minéraux a été divisé par 3 ou 4 en 60 ans (50 kgP/ha/yr -> 15 kgP/ha/yr). Pic d'utilisation dans les années 70s.

Effluents d'élevage

50% des apports de P sur les terres arables aujourd'hui (kgP/ha)

Principal source de P apportée sur les prairies permanentes, même si ces dernieres ont recu des apports d'engrais minéraux parfois conséquents dans le passé
(Le Noe et al.2020)

La déposition atmosphérique de P représente des flux faibles

Boues des stations d'épuration

50% des boues sont épandues sur les sols agricoles en France, le reste est incinéré

Ceci donne aujourd'hui un taux de recyclage du P dans le système d'assainissement de 40%. On pourrait monter à 80% si toutes les boues étaient épandues (Esculier)

En moyenne représente un flux de P entrant relativement faible par rapport aux quantités de P apportées sous forme d'effluents ou d'engrais minéraux

Types d'apports très hétérogènes en fonction des grandes régions agricoles
(Le Noe et al. 2020)

Bretagne: >80% des apports sous forme d'effluents d'élevage

Eure et Loir: >90% des apports sous forme d'engrais minéraux

Exports de P

Erosion

Biomasse récoltées et exportées
A destination de l'alimentation humaine ou animale, ou pour des usages énergétiques

Bilans aujourd'hui plutôt à l'équilibre voir déficitaires. Contraste avec de forts surplus dans les années 1970s.
(Le Noe et al. 2020)

Raisonnement de la fertilité

Le COMIFER
Comité français d’étude et
de développement de la fertilisation raisonnée

Après 3 années d'impasse, il faut fertiliser

C’est la période précoce du cycle
de la plante qui est critique pour son
prélèvement de P. A ce stade,
le système racinaire est encore peu
développé et la demande en P par unité
de longueur de racine est très élevée,
si bien qu’une déficience en P en début
de cycle limite fortement la croissance
aérienne. La demande en P diminue
ensuite à mesure que le système racinaire
se développe. Pour ces raisons,
les agriculteurs pratiquent souvent une
fertilisation starter en P minéral en
début de saison culturale.

Issus de l'extraction et du traitement chimique de roches phosphatées

Pays producteurs
2022 - USGS

1. China

2. Morocco

3. United States

4. Russia

Reserves

Le Maroc et le Sahara Occidental possèdent 70% des réserves mondiales

Ressources finies et non renouvelable à l'échelle des temps humains

Demande mondiale estimée en croissance
Marché drivé par l'Amérique du Sud et l'Asie

Balance Demande vs. Offre -> 300 à 400 ans avant d'épuiser la ressource

60 ans avant d'observer de véritables limitations de rendements (Le Noe et al. 2020)

Changements nécessaires

En cas d'apports, raisonner la fertilité en fonction des besoins et de l'offre du sol. Approche du COMIFER. Eviter de sur-fertiliser.

NB: Necessite d'arreter la spécialisation des territoires agricoles. Ex: zone 100% élevage, forcément excédentaires en matières fertilisantes. Il faut donc repenser le système en introduisant de la poly-culture élevage.

Mobiliser les stocks de P des sols

Association de cultures ou agroforesterie

Transferts de fertilité des prairies temporaires ou permanentes vers les cultures principales

Dans un territoire donné, souvent on trouve une forte hétérogénéité de types de sols, de fertilité. La présence d'élevage (ou a minima la fauche) permet de balancer ces hétérogénéités en vue d'améliorer la productivité du système.

Méthanisation

Polyculture élevage

Fauche

Eviter les pertes

Limiter l'érosion des sols

Recycler tous les flux dans les systèmes alimentaires (y compris urine et matières fécales, déchets organiques)

Non substitiable

Spéciation

2/3 sous forme inorganique

P en solution

<1 mgP/kg sol

Ions orthophosphates qui sont prélevés par les racines des plantes

Processus prépondérant dans l'acquisition de P par les plantes: la diffusion.
Ce processus opere sur un rayon de quelques millimètres autour de la racine (Barber et al. 1984, Hinsinger et al. 1998)

P sorbé sur les constituants du sols

Sur les oxydes de Fer et d'Aluminium

Sur les minéraux argileux

P contenu dans la roche mère

1/3 sous forme organique

Faible mobilité du P dans les sols car ce dernier est fortement retenu par les constituants du sol

L'exploration racinaire est donc un atout crucial pour mobiliser le P contenu dans le sol

Processus rhizosphériques impliqués dans l'acquisition de P

Leur contribution à l'absorption de P par les plantes est mal quantifiée

Acidification de la rhizosphere favorise la dissolution du Ca-P mais la précipitation des composés Fe-P et Al-P

Intéressant dans les sols calcaires

Exsudats d'anions organiques (malate, oxalate, citate) qui jouent le rôle de ligands concurrentiels

Exsudation de phosphatases (enzyme qui va hydrolyser les molécules organiques contenant du P)

Modélisation

Modèles plusieurs compartiments

2 compartiments: 1 stable et 1 labile

Simple

Pas clair à quoi ces compartiments font référence exactement (la somme pas focément égal au P total du sol, P à la fois inorganique et organique)

Le Noe et al. 2020; Sattari et al. 2012

7 compartiments selon le fractionnement Hedley

Ringeval et al. 2014; Ringeval et al. 2024

Estimation du P diffusible à partir de l'équation de Freundlich calibré par des dilutions isotopiques (Morel et al. 2014)

A l'echelle des systemes alimentaire: XX

A l'échelle des surfaces agrcioles ??

40% du P se retrouvent dans les matières fécales vs. 60% dans les urines (Friedler et al., 2013)