Spéciation moléculaire et transformation du phosphore résiduel dans le sol avec et sans fertilisation phosphorée à long terme : Données de la spectroscopie de masse et de microsonde

Citation

Liu, J., Yang, J., Cade-Menun, B.J., Hu, Y., Li, J., Peng, C., Ma, Y. (2017). Molecular speciation and transformation of soil legacy phosphorus with and without long-Term phosphorus fertilization: Insights from bulk and microprobe spectroscopy. Scientific Reports, [online] 7(1), http://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-13498-7

Résumé en langage clair

Le phosphore (P) est un élément essentiel pour la croissance des plantes, mais les sources rocheuses utilisées pour produire les engrais phosphorés ne sont pas renouvelables. Par conséquent, la gestion durable du P du sol pour la production végétale est devenue une préoccupation mondiale. Les végétaux n’utilisent pas tout le P des engrais qui sont appliqués aux sols chaque année. Ce qui reste de ce P, appelé « P résiduel du sol », représente une importante source secondaire de P, qui permet de réduire les ajouts d’engrais phosphorés. Il faudrait cependant des recherches plus poussées pour déterminer les formes de P résiduel dans le sol, comment elles sont liées, leur cycle dans le sol et comment les rendre disponibles pour les plantes. À l'aide de techniques de chimie avancées, cette étude a porté sur les formes de P résiduel dans deux sols de terre noire en Chine qui ont fait l’objet de deux traitements expérimentaux : l'un avec et l'autre sans fertilisation au P pendant 27 ans. Les résultats ont montré que le P lié au calcium (Ca-P) agit comme une réserve de P disponible pour les plantes, que le sol ait été fertilisé ou non au P. Les cultures faites pendant 27 ans ont épuisé le Ca-P du sol alors que le P lié à du fer s’est accumulé au cours de la même période. Les résidus racinaires ont aussi fourni des apports en P organique, que les sols aient été fertilisés ou non avec des engrais phosphorés. Ces résultats fournissent des informations essentielles à une gestion agronomique et écologiquement durable du P en démontrant la disponibilité potentielle du P résiduel du sol, lequel pourrait permettre de réduire les futures applications de P.

Résumé

Le phosphore (P) résiduel du sol est une ressource secondaire importante pour retarder la crise mondiale du phosphore. Dans le but d’utiliser pleinement cette réserve de P, une étude a été faite sur la transformation de la spéciation du P résiduel dans un sol noir avec et sans fertilisation phosphorée pendant 27 ans. Cette transformation a été étudiée par fractionnement chimique, par spectroscopie de masse au niveau moléculaire (spectroscopie de structure près du front d'absorption de rayons X [XANES] au seuil K du P et par la résonance magnétique nucléaire du 31P en solution) et par spectroscopie de microsonde (microfluorescence X et μ-XANES). Les résultats du fractionnement et de la spectroscopie de masse XANES au niveau du P indiquent que le Ca2-P[Ca(H2PO4)2] agit comme une réserve de P labile en réponse aux sols fertilisés ou non. Les cultures faites pendant 27 ans ont épuisé l'hydroxyapatite du sol alors que le P lié à du fer s’est accumulé, et ce, indépendamment de la fertilisation en P. Une accumulation similaire de P organique (Po) dans le sol, probablement due aux apports de résidus racinaires, s'est produite tant dans le sol fertilisé en P que dans celui qui ne l’était pas. Le Po accumulé était présent (sous forme de diesters orthophosphorés) en plus grande quantité dans les sols fertilisés au P que dans les sols non fertilisés, laissant supposer que la libération de Po labile était provoquée par le déficit en P du sol. Ces résultats fournissent des renseignements essentiels pour la gestion agronomique et écologiquement durable du P en démontrant la disponibilité potentielle du P résiduel dans le sol pour les plantes, ce qui pourrait réduire les futures applications de P.

Date de publication

2017-12-01

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