Réserve de phosphate. Les plantes ont du mal à utiliser efficacement le phosphore, un important nutriment végétal. Le silicium pourrait résoudre le problème.
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Améliorer la sécurité alimentaire – le silicium peut accroître la disponibilité du phosphore

Dans le monde entier, les rendements agricoles pourraient devenir plus durables si on utilisait le silicium pour mobiliser le phosphore contenu dans le sol et le mettre à la disposition des plantes. C’est ce à quoi conclut une étude réalisée par des chercheurs allemands et danois.

L’utilisation d’engrais à base de phosphore, qui sont préjudiciables à l’environnement et contiennent un produit dont les ressources mondiales sont limitées, pourrait probablement être superflue pendant quelques années de suite. C’est ce que des chercheurs des universités de Bayreuth, en Allemagne, et de Copenhague, au Danemark, ont découvert lors d’une analyse des sols dans l’Arctique. 

Les rendements agricoles dépendent beaucoup de l’accès des plantes à des quantités suffisantes de nutriments essentiels dont le phosphore est un des plus importants. Bien qu’il soit souvent présent en grandes quantités dans le sol, une bonne partie est fortement liée, notamment au fer, qui entre lui-même dans la composition de divers minéraux. Par conséquent, ce phosphore est captif, ce qui le rend indisponible pour les plantes. C’est pourquoi de grosses quantités d’engrais à base de phosphore sont actuellement utilisées dans l’agriculture pour obtenir les meilleurs rendements possibles.

Une équipe de recherche interdisciplinaire dirigée par le Dr Jörg Schaller (université de Bayreuth, Allemagne) et le professeur Bo Elberling (université de Copenhague, Danemark) a trouvé un moyen de faire en sorte que de grandes quantités de phosphore, pourtant fortement fixé dans les sols, soient disponibles pour les plantes. Le silicium libère le phosphore contenu dans les minéraux ferreux et permet ainsi aux racines des plantes de l’absorber. Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Scientific Reports.

Le phosphore, une ressource limitée – le silicium, en quantités inépuisables

Lorsque les agriculteurs ajoutent à leurs sols des doses de silicium mesurées avec précision, ils peuvent se passer d’utiliser des engrais à base de phosphore pendant un certain temps, et dans certains cas pendant plusieurs années, sans pour autant réduire les rendements. « Les avantages environnementaux et agricoles sont évidents, » souligne le Dr Schaller. « Les engrais à base de phosphore sont une ressource limitée alors que le silicium est disponible en quantités pratiquement inépuisables. Comme le montrent les résultats de notre étude, il serait possible de contrôler avec précision la disponibilité du phosphore dans le sol en utilisant de manière ciblée des engrais au silicium. Cela contribuerait de manière importante à la sécurité alimentaire mondiale, » explique le géochimiste de l’université de Bayreuth.

Dans les pays tropicaux et subtropicaux, surtout, certains sols contiennent de grandes quantités de phosphore fortement fixé qu’il serait possible de progressivement mobiliser en appliquant de manière contrôlée des engrais au silicium.

Cela contribuerait de manière considérable à la protection de l’environnement. En Diminuant l’utilisation d’engrais à base de phosphore et en contrôlant avec précision la disponibilité du phosphore grâce au silicium, le lessivage du phosphore des champs vers les systèmes aquatiques serait bien moindre. On réduirait ainsi l’eutrophisation des eaux (prolifération d’algues) néfaste pour l’environnement. 

150 échantillons de sols prélevés dans l’Arctique

Les chercheurs des universités de Bayreuth et de Copenhague ont obtenu ces informations grâce à l’étude des sols arctiques. Des échantillons de sols ont été prélevés sur 150 sites du continent suédois, du Svalbard, de la côte nord de la Russie et du Groenland, et ont été soumis à des analyses et expériences approfondies. Pour analyser les processus géochimiques, les sols du permafrost offrent l’avantage de ne pas être influencés par l’agriculture ou d’autres activités humaines. « Lorsque nous avons prélevé les échantillons, nous nous sommes assurés que les régions de prélèvement différaient autant que possible les unes des autres – par exemple en ce qui concerne les types de sols, les profils des paysages et la végétation. Nous voulions ainsi être certains que les résultats de l’étude ne seraient pas dus à des facteurs régionaux particuliers, et qu’ils seraient, autant que possible, applicables à l’échelle mondiale, » explique le Dr Schaller.

(Université de Bayreuth / wi)

Publication :

J. Schaller, S. Faucherre, H. Joss, M. Obst, M. Goeckede, B. Planer-Friedrich, S. Peiffer, B. Gilfedder, et B. Elberling: Silicon increases the phosphorus availability of Arctic soils, Scientific Reports (2019), DOI: 10.1038/s41598-018-37104-6