Rôle et fonctionnement du phosphore

Les origines du phosphore dans le sol

La visualisation des différentes origines et compartiments contenant du phosphore dans le sol permet de mieux appréhender cet élément.

Les formes de phosphore inorganique

P indisponible pour les cultures

Le fonctionnement est différent selon que l’on est sur des sols alcalins ou acides :

- Sols alcalins : création de minéraux avec des liaisons Ca-P lentement solubles, une solubilisation intermédiaire est nécessaire avant de passer dans la solution du sol. Cela peut expliquer certaines problématiques de disponibilité du phosphore observées dans des argilo-calcaires.

- Sols acides : phosphore contenu dans les argiles, oxydes de fer (Fe) et d'aluminium (Al) du sol. Le phosphore de cette partie est libéré lentement pour être absorbé par les plantes. La dissolution est plus ou moins rapide.

P disponible dans le sol (solution du sol)

Cette partie est constituée de phosphore inorganique dissous dans la solution du sol et facilement assimilable par les plantes (partie la plus faible : 0,001 mg/L à 1 mg/L).

💡 Dès le moment où est effectué un apport de phosphore sur une parcelle, une compétition se crée entre les matières minérales du sol qui vont retenir du P et les plantes qui doivent l’absorber rapidement pour en profiter.

Les formes de phosphore organique

Tous les déchets végétaux, animaux et humains contiennent du phosphore organique qui va pouvoir se retrouver dans la solution du sol et donc être disponible pour les plantes après minéralisation.

L’immobilisation du phosphore par la biomasse microbienne accentue la compétition avec les racines des plantes.

Parmi les formes organiques de phosphore identifiées :

- Phosphates d'inositol (10 à 60%) : le plus souvent sous forme d'acide phytique dans le sol.💡 L’acide phytique n’est pas digestible par les animaux et peut donc se retrouver dans des quantités élevées dans le fumier / lisier des animaux nourris aux graines.

- Phospholipides (1 à 5%) : les acides gras phospholipidiques (PLFA) sont des composants clés des membranes cellulaires microbiennes.

- Acides nucléiques (0,2 à 0,5%) : "acide nucléique" est le terme utilisé pour décrire les grandes molécules spécifiques de la cellule. Les deux acides nucléiques les plus connus, sont l'ADN et l'ARN. Également les acides nucléiques dans la cellule servent à stocker des informations.

- Autres formes de P organique non identifiées (40-90%).

L’absorption du phosphore par la plante

Les stratégies d’absorption

La plante absorbe d’abord du phosphore dans la solution du sol. Le phosphore étant très peu mobile dans le sol, les plantes ont mis en place des mécanismes par lesquels elles peuvent aller chercher le phosphore dont elles ont besoin dans le cas où la quantité disponible n'est pas suffisante :

- Augmentation du volume des racines pour explorer un plus large volume de sol et aller chercher du P.

- Acidification de la rhizosphère par les racines en favorisant l’absorption de cations.

- Exsudation de l’enzyme phosphatase pour hydrolyser le phosphore organique.

- Exsudation des stimulants pour attirer les PGPRs qui solubilisent le P pour la plante.

- Colonisation des racines par les mycorhizes (en particulier dans les systèmes d’AC).

La plante peut absorber les formes inorganiques, mais aussi organiques (la forme organique absorbée est le plus souvent l’acide phytique).

Quatre facteurs principaux influent sur la disponibilité du phosphore dans le sol

- La désorption entraîne une augmentation de la disponibilité du phosphate dans la solution du sol. D'autres anions entrent en compétition avec le phosphate au niveau des sites d'échange d'anions, ce qui peut provoquer le déplacement, ou la désorption, du phosphate du site d'échange du sol.

- La matière organique augmente la disponibilité du P :

- Elle forme des complexes avec le phosphate organique, ce qui augmente l'absorption du phosphate par les plantes. Les anions organiques peuvent également déplacer le phosphate adsorbé.

- La matière organique est aussi une source de phosphore en fonction de la minéralisation.

- L'inondation du sol réduit l’adsorption du P en augmentant la solubilité des phosphates qui sont liés aux oxydes d'aluminium et de fer et aux minéraux amorphes. ⚠️ Attention des sol trop réduits et engorgés en eau diminuent l’absorption du P.

- Un pH situé entre 6 et 7 : voir schéma ci-dessous. En pH alcalin, il est possible de placer du soufre élémentaire dans la ligne de semis, ce qui crée une acidification autour de la graine.

Disponibilité du phosphore en fonction du pH (CORNELL UNIVERSITY)

La fertilisation localisée

La fertilisation localisée prend tout son sens avec le phosphore.

Le phosphore est très peu mobile dans le sol

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Les éléments minéraux n’ont pas la même mobilité dans la solution du sol :

- Le phosphore se meut par diffusion dans la solution du sol et présente donc une faible mobilité (quelques millimètres par an).

- A contrario, d’autres éléments comme le nitrate et le sulfate bougent par convection sous l’action de la transpiration des plantes et ont donc une mobilité rapide (de l’ordre de quelques centimètres).

La fertilisation localisée n’a donc pas la même pertinence selon les engrais utilisés.

Le schéma présenté ici représente la distance de déplacement par diffusion du phosphore. Celle du phosphore est de seulement 2,5 mm. La racine doit donc être proche de la molécule contenant du phosphore pour pouvoir en profiter.

Localiser l'engrais au semis permet de placer le phosphore à proximité des racines

- Le semis avec localisation d’engrais permet de positionner les éléments nutritifs nécessaires au développement des cultures là où elles en ont besoin : à proximité de leur système racinaire.

- Cette technique augmente fortement l’efficacité de l’engrais (sur maïs ou colza, peut avoir une différence).

- Le positionnement optimal de l’engrais est de 5 cm à côté de la semence et 5 cm en dessous (pour éviter ce qui est intoxication ammoniacale).

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