Problème environmental lié au phosphore dans les sols du N.-B.

QU'EST-CE QUE LE PHOSPHORE DU SOL?

Le phosphore (P) est un élément nutritif essentiel de la nutrition minérale des plantes au même titre que l'azote et le potassium. Il est toutefois un élément nutritif critique des plantes à cause de sa faible concentration dans le sol (teneur moyenne de 600 ppm de P total) et de sa faible solubilité (moyenne de 0,05 mg P L^-1 de solution du sol). Le phosphore existe dans le sol sous les formes inorganique et organique (Fig. 1). Les formes inorganiques sont associées à des composés amorphes ou cristallins d'aluminium et de fer dans les sols acides et à des composés de calcium dans les sols alcalins. Les formes de P organique sont associées à la matière organique du sol.

Des échanges continus ont lieu entre les différentes formes de phosphore dans le sol. Les plantes absorbent du phosphore dissous dans la solution du sol. Ces prélèvements de phosphore par les plantes diminuent le phosphore dissous dans la solution du sol. Cette réduction de phosphore est accentuée par sa fixation sur les fines particules minérales du sol et par son utilisation dans les activités microbiennes. La baisse de la concentration du phosphore dans la solution du sol déclenche le relâchement du phosphore de ses formes minérales au profit de la solution du sol. En outre, la minéralisation des résidus végétaux sous l'effet de l'activité microbienne augmente la teneur du sol en phosphore assimilable (phosphore labile et phosphore dissous). Toutes les formes de phosphore peuvent aussi être modifiées par l'apport d'engrais phosphatés ou de fumiers. Les processus d'érosion du sol et de lessivage entraînent la diminution de toutes les formes de phosphore dans le sol.

QUEL EST LE RÔLE DU PHOSPHORE EN AGRICULTURE?

Le phosphore joue un rôle essentiel chez les végétaux dans le stockage de l'énergie et sa cession aux cellules lorsque celles-ci en ont besoin. Ce processus se fait au moyen de molécules organiques complexes communément appelées ADP (adénosine diphosphate) et ATP (adénosine triphosphate). Ces deux composés sont formés et régénérés en présence d'une quantité suffisante de phosphore. Le phosphore est également un composant structurel important des acides nucléiques ADN (acide désoxyribonucléique) et ARN (acide ribonucléique), des coenzymes, des phosphoprotéines, des phospholipides et des glycérophosphates.

Un apport adéquat de phosphore est important aux premiers stades de la croissance des plantes et lors du développement des organes reproductifs. Le phosphore est nécessaire à la prolifération des racines et à la maturation hâtive des fruits, particulièrement des céréales. Les graines et les fruits renferment de grandes quantités de phosphore. Un apport approprié de phosphore améliore la qualité de certains fruits, des fourrages et des cultures légumières. Le phosphore augmente aussi la résistance des plantes au froid, aux maladies et aux conditions de croissance défavorables. Le phosphore est mobile dans les plantes. En cas de carence, le phosphore se déplace des tissus âgés vers les tissus jeunes et plus actifs. La décoloration pourpre des feuilles ou du bord des feuilles est un symptôme commun de carence en phosphore.

COMMENT LE PHOSPHORE DEVIENT-IL UN PROBLÈME ENVIRONNEMENTAL?

Le phosphore n'est pas toxique pour les plantes. Les apports d'engrais phosphatés sont généralement effectués en quantités supérieures aux prélèvements de la plante. Une petite fraction du phosphore disponible dans le sol est ainsi absorbée par les plantes. La quantité de phosphore qui reste dans le sol, par opposition à celle qui est prélevée, est appelée phosphore résiduel. Le phosphore résiduel contribue à augmenter le niveau de phosphore du sol, notamment la fraction de phosphore disponible dans la couche arable du sol.

L'accumulation du phosphore disponible dans le sol résultant des apports continus d'engrais phosphatés se traduit, à long terme, par un excès de phosphore dans le sol. Cet excès de phosphore disponible se traduit par la saturation du sol en phosphore. Le niveau saturation du sol en phosphore est estimé par le rapport (%) du phosphore disponible et de l'aluminium échangeable présents dans le sol, les deux éléments étant extraits et mesurés dans la même solution Mehlich III.

L'analyse de la base de données du laboratoire agricole du Nouveau-Brunswick, à Fredericton, pour la période allant de septembre 1999 à juillet 2001, montre que 60 % des terres agricoles du Nouveau-Brunswick contiennent plus de 78 ppm de phosphore. Pour la plupart des cultures, notamment les pommes de terre, les prairies fourragères et les céréales, 78 ppm de phosphore dans la couche arable est la concentration au-delà de laquelle le sol est considéré comme très riche en phosphore.

Des teneurs élevées en phosphore dans les premiers 0 à 15 cm de profondeur du sol sont généralement associées à un pourcentage élevé de saturation du sol en phosphore. En conditions favorables à l'érosion du sol, s'accroît le potentiel de risques pour le phosphore dissous ou fixé aux sédiments d'être transporté jusqu'aux cours d'eau. Dans le cours d'eau, le phosphore contribue à l'enrichissement de l'eau en phosphore. Le phénomène d'enrichissement de l'eau en phosphore est aussi appelé eutrophisation de l'eau.

L'eutrophisation de l'eau provoque une prolifération des plantes aquatiques. Les plantes poussent, se reproduisent et meurent. La décomposition de ces végétaux morts cause l'épuisement de l'eau en oxygène dissous et nuit au développement d'intéressants organismes aquatiques aérobies.