Etude de fonctionnement de l'Ã©cosystÃ¨me prairial en conditions de ...

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Etat de ConnaissancesIII.2 Les formes et la disponibilité de P du solLes formes hydrosolubles de P rentrent dans la solution de sol sous la forme d’ions phosphate.Le phosphore est soit absorbé par les racines ou sur les particules minérales ou bien incorporéà la matière organique. Il est retenu par liaisons d’énergie forte sur les surfaces des composésd’aluminium, de fer ou de calcium. La vitesse avec laquelle le P adsorbé est relâché dans lasolution du sol dépend de la force de liaison entre le phosphore et les différentes surfaces.Dans les horizons supérieurs du sol la proportion du P total sous forme minérale peut varierentre 10 et 90% (Withers and Sharpley, 1995) mais dans la majorité des sols agricoles enincluant les sols des prairies, plus de 50% se trouve sous une forme minérale (Aguilar andHeil, 1988).Dans la majorité des sols une faible quantité des ions phosphates est perdue par lessivageparce que le phosphore est vite adsorbé ou précipité; cependant des pertes de P peuvent seproduire lorsqu’on fertilise des sols sableux ou des sols limoneux dont la capacité de rétentionest saturée; par ailleurs, des pertes de P soluble peuvent se produire via l’écoulementpréférentiel dans des macro–pores (Sharpley et al. 2000). Le phosphore organique peut êtrelessivé, une partie de cette fraction pouvant être plus mobile que le phosphore minéral.III.2.1 Le phosphore minéral. BiodisponibilitéLa biodisponibilité du P du sol est influencée par plusieurs facteurs. En particulier le rapportentre les ions H 2 PO - 4 et HPO 2- 4 dans la solution de sol dépend de la valeur de pH. Pour un pH-de 6, H 2 PO 4 représente 94% des formes présentes et HPO 2- 4 6% mais pour un pH de 7H 2 PO - 4 représente 60% dans la solution de sol et HPO 2- 4 40% (Stevenson, 1986). Barber(1984) sur une échelle normale de pH entre 4.0 et 8.5 (Figure 2.3) montre que pour un pH de7.2 les ions H 2 PO - 4 et HPO 2- 4 sont présents en quantités égales.Figure 2.3 Effet du pH sur les formes ioniques de phosphate dissous (Barber, 1984)Dans les sols acides le phosphate soluble est adsorbé par les hydroxydes de Fe et d’Al et parles argiles, alors que dans les sol neutres et alcalines la réaction principale est la précipitation34
Etat de Connaissancesde di- et triphosphate de calcium. En général, le maximum de la solubilité du phosphore serencontre entre un pH de 6.0 et 7.0 (sols faiblement acide ou neutre). Cependant, dans les solsavec un pH de 7.0 ou plus élevé la production des acides organiques par les racines desplantes et microorganismes réduit le pH dans la rhizosphère ce qui tend à augmenter lasolubilité du phosphate des apatites et des phosphates de Ca (Whitehead, 2000).La solubilité des ions phosphates associés aux hydroxydes de Fe et d’Al augmente grâce auxacides organiques (critique et malique) qui sont capables de former des complexes stablesmais solubles avec les ions Fe et Al (Kucey et al., 1989).III.2.2 Le phosphore organique. BiodisponibilitéLe phosphore organique du sol est associé à la matière organique du sol ss et aux fractionsrestituées au sol d’origine végétale ou bien animale. Avant que le phosphore organique soitrecyclé et utilisé par les plantes il est décomposé par les microorganismes du sol(minéralisation) et libéré sous forme d’ions phosphates qui peuvent soit être absorbés par lesracines des plantes ou réagir avec les particules du sol, ou encore être immobilisés par lesmicroorganismes.Les déjections animales sont considérées comme des engrais organique mais 60 à 80% duphosphore contenu dans la fumure est d’origine minérale parce que les suppléments de Papporté sont d’origine minérale et une grande partie de ce P est excrétée (Johnston, 2000).Certaines fractions du P organique sont présentes dans le sol sous forme de petits composésmoléculaires dont certains sont présents dans le complexe humique.Le P total organique du sol est très difficile à déterminer du point de vue qualitatif aussi bienque quantitatif. Une des méthodes qui donne des informations qualitative et quantitatives surle phosphore inclus dans les composés moléculaires est la RMN 31 P. Cette méthode estutilisée par Zech et al. (1980) pour déterminer le P organique dans des sols de rizièresmalgaches.Le phosphore organique qui se trouve dans la biomasse microbienne des sols de prairiesreprésente entre 5 et 24% du P total organique avec un flux moyen annuel par la biomasse de23 kg P ha –1 année –1 et une moyenne prélevée par les végétaux de 12 kg P ha –1 année –1(Brooks et al., 1984).Des études faites sur le phosphore présent dans la biomasse microbienne de l’horizon 0–75mm de sol sous prairies en Nouvelle Zélande montrent que cette fraction représente unequantité comprise entre 11 et 57 kg P ha –1 ce qui représente entre 0.5% et 12.0% du P total(Perrott and Sarathchandra, 1989).La disponibilité du P organique pour les plantes dépend d’une part de la vitesse deminéralisation et d’autre part du rapport entre minéralisation et immobilisation. La vitesse deminéralisation est influencée par les facteurs qui affectent l’activité microbienne (température,humidité, régime d’aération et pH), tandis que l’immobilisation dépend principalement durapport C:P des résidus subissant la décomposition. La minéralisation est beaucoup ralentie35
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