Évaluation agronomique et économique du potentiel de perte de phosphore avec utilisation du phosphore résiduel dans un loam argileux du bassin du lac Érié sur 11 ans
Citation
Zhang, T., Wang, Y., Tan, C.S., Welacky, T. (2020). An 11-Year Agronomic, Economic, and Phosphorus Loss Potential Evaluation of Legacy Phosphorus Utilization in a Clay Loam Soil of the Lake Erie Basin. Frontiers in Earth Science, [online] 8 http://dx.doi.org/10.3389/feart.2020.00115
Résumé en langage clair
Le phosphore est un élément nutritif essentiel à la production agricole et, depuis de nombreuses décennies, on l’applique, de façon continue, aux sols agricoles sous forme d’engrais chimiques et de fumier. La quantité de phosphore épandu dépasse souvent les besoins des plantes, ce qui entraîne une accumulation dans le sol (c.-à-d. du phosphore résiduel). Il y a d’énormes quantités de phosphore résiduel dans les sols de l’Ontario ainsi que dans les sols ailleurs au pays et dans de nombreuses régions du monde. Ce phosphore résiduel se déplace avec l’écoulement des eaux de drainage superficiel et souterrain vers les ressources hydriques, les cours d’eau, les rivières et les lacs, et peut causer des dommages environnementaux sous forme d’eutrophisation des eaux de surface. En revanche, nos études antérieures ont montré que le phosphore résiduel peut être utilisé par les cultures au cours des années suivantes. Le phosphore résiduel dans les sols comporte donc à la fois des effets positifs et des effets négatifs. De plus, étant donné que les réserves de phosphore sont une ressource non renouvelable et limitée, il faut étudier des stratégies de gestion des éléments nutritifs efficaces, mais durables, pour le phosphore résiduel dans les sols. Dans ce contexte, le présent article porte sur l’évaluation de l’efficacité d’utilisation du phosphore résiduel dans le sol si on cesse d’ajouter du phosphore, sur une période de 11 ans, dans le bassin du lac Érié. Les résultats de cette étude ont démontré que, dans les sols étudiés, l’utilisation du phosphore résiduel sans apport supplémentaire de phosphore a donné des rendements culturaux identiques à ceux obtenus avec l’apport continu de phosphore chimique. Comme les rendements culturaux étaient en grande partie semblables entre la stratégie d’utilisation du phosphore résiduel et la stratégie d’apport continu de phosphore, l’utilisation du seul phosphore résiduel a augmenté le revenu agricole net en raison des économies réalisées en ce qui concerne l’épandage de phosphore et le matériel connexe. De plus, les pertes de phosphore du sol vers les ressources hydriques diminuent lorsque l’on cesse l’épandage de phosphore. On peut donc recommander l’utilisation du phosphore résiduel comme une pratique de gestion bénéfique pour atteindre les objectifs agronomiques et économiques d’une manière durable sur le plan de l’environnement.
Résumé
© 2020, Zhang, Wang, Tan et Welacky. Depuis le milieu des années 1990, le phosphore (P) résiduel dans les sols agricoles est devenu une source prédominante contribuant aux charges de P entrant dans le lac Érié. L’utilisation du P résiduel dans les sols peut être un moyen ultime et efficace d’atténuer le risque de perte de P de source agricole et d’éviter une éventuelle pénurie de réserves rocheuses de P, tout en maintenant la production agricole. Nous avons réalisé une expérience au champ pour évaluer les effets de la diminution progressive des concentrations de P dans le sol (prélèvement du P résiduel) sur le rendement des cultures, l’absorption et l’élimination du P, et la disponibilité relative du P dans le sol (Olsen; étalonnage agronomique du P et indicateur environnemental du risque de perte de P du sol dans la région) dans le cadre d’une rotation maïs-soja sur loam argileux dans le bassin du lac Érié, dans le sud-ouest de l’Ontario, au Canada, de 2008 à 2018. Les rendements grainiers du maïs et du soja avec diminution progressive du P étaient identiques à ceux obtenus avec un apport continu de P, la moyenne étant de 7,7 Mg ha-1 pour le maïs et de 3,7 Mg ha-1 pour le soja, sur une période de 11 ans. De même, aucune différence significative dans l’absorption et l’élimination du P par les cultures n’a été observée entre la stratégie de diminution progressive du P et celle d’apport continu de P. Si on la compare à l’apport continu de P, la diminution progressive du P a augmenté le revenu agricole net de 104-125 dollars canadiens ha–1 par année (c.-à-d. 78,5-94,4 dollars américains ha–1 par année), avec des économies sur les engrais phosphatés et les coûts d’épandage connexes. Les risques de perte de P dans le sol avec une diminution progressive du P réduite comme l’indique la disponibilité relative du phosphore dans le sol, dans la couche supérieure (0-15 cm), ont diminué de façon linéaire en fonction de l’année de production à 3,27 mg P kg-1 par année ou à 16,2 mg P kg-1 par 100 kg de P enlevé par hectare, tandis que, dans les couches plus profondes du sol, de 15 à 90 cm, ils sont demeurés inchangés. À titre comparatif, un apport continu de P de 50 kg ha-1 a permis de maintenir la disponibilité relative du phosphore dans le sol, dans tout le profil pédologique, 0-90 cm, au cours de la période de 11 ans. La diminution progressive du P peut être une pratique de gestion bénéfique utilisant le P résiduel dans les sols pour atteindre les objectifs agronomiques et économiques d’une manière durable sur le plan de l’environnement.