Phosphore

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Diagramme 3 - Séance 4 - Structures des organisations publiques

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Phosphore

Excretions humaines

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

Efficience d'utilisation

A l'échelle des surfaces agrcioles ??

A l'echelle des systemes alimentaire: XX

Sol

Modélisation

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

Modèles plusieurs compartiments

7 compartiments selon le fractionnement Hedley

Ringeval et al. 2014; Ringeval et al. 2024

2 compartiments: 1 stable et 1 labile

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

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)

Simple

Processus rhizosphériques impliqués dans l'acquisition de P Leur contribution à l'absorption de P par les plantes est mal quantifiée

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

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

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

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

Spéciation

1/3 sous forme organique

2/3 sous forme inorganique

P contenu dans la roche mère

P sorbé sur les constituants du sols

Sur les minéraux argileux

Sur les oxydes de Fer et d'Aluminium

P en solution

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)

<1 mgP/kg sol

Généralités

Non substitiable

Se passer des engrais minéraux

Changements nécessaires

Eviter les pertes

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

Limiter l'érosion des sols

Mobiliser les stocks de P des sols

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.

Fauche

Polyculture élevage

Méthanisation

Association de cultures ou agroforesterie

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.

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

Engrais minéraux P

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

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

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

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

Reserves

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

Pays producteurs 2022 - USGS

4. Russia

3. United States

2. Morocco

1. China

France

Raisonnement de la fertilité

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.

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

Après 3 années d'impasse, il faut fertiliser

Bilan entrées/sorties de P sur les sols agricoles

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

Exports de P

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

Erosion

Apports de P

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

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

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

Boues des stations d'épuration

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

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)

La déposition atmosphérique de P représente des flux faibles

Effluents d'élevage

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)

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

Engrais minéraux (Le Noe et al. 2020)

Terres arables

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.

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)

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

Etat de l'art de la fertilité en P

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

Méthode la plus utilisée: P-Olsen

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