Les cultures ne peuvent tout simplement pas se passer de phosphore.

Globalement, plus de 45 millions de tonnes d'engrais phosphorés devraient être utilisées en 2019. Mais seule une fraction du phosphore ajouté finira par être disponible pour les cultures.

Dans le sud de la Floride, par exemple, "on pense que moins de vingt pour cent du phosphore appliqué comme engrais est absorbé par les plantes avant qu'il ne devienne indisponible, " dit Mary Tiedeman, chercheur à la Florida International University.

L'impact est double :financier et environnemental. « Les coûts des engrais sont importants pour les agriculteurs du sud de la Floride, " dit Tiedeman. " Et la roche phosphorée, la source la plus largement utilisée d'engrais au phosphore, est en faible quantité à travers le monde. On pense que les ressources de phosphore en roche ne seront disponibles que pour les 50 à 200 prochaines années. »

Tiedeman cherche à savoir si un processus rarement étudié impliquant des champignons du sol pourrait contribuer à la faible disponibilité du phosphore pour les plantes du sud de la Floride. Cette recherche pourrait également aider à comprendre comment l'utilisation des terres influence les communautés fongiques dans le sol. Cela peut également nous aider à mieux comprendre la dynamique sol-phosphore vitale.

"En général, les champignons jouent un rôle énorme dans le cycle du phosphore dans les sols, " dit Tiedeman. " Ils peuvent libérer du phosphore à partir de sources minérales (roches) et organiques (matières en décomposition). De là, les plantes absorbent le phosphore libéré.

Mais dans des conditions environnementales spécifiques, comme ceux trouvés dans les sols du sud de la Floride, les champignons peuvent contribuer au problème de l'indisponibilité du phosphore. Certains champignons sont capables de fabriquer des minéraux à partir d'éléments dissous dans l'eau du sol. Ce processus est appelé « bioprécipitation ». Tiedeman se demande si les champignons peuvent prendre du phosphore dissous (disponible pour les plantes) et le convertir en des formes minérales moins disponibles.

Les sols du sud de la Floride ajoutent une couche supplémentaire au puzzle. « Les sols agricoles du sud de la Floride sont assez uniques, ", dit Tiedeman. "Ils ont été créés en pulvérisant le substrat rocheux calcaire pour créer un sol calcaire rocheux."

Le calcaire est composé de carbonate de calcium. Lorsque le phosphore est en présence de carbonates en solution, il forme une couche microscopique à la surface du calcaire. Même sans champignons, la disponibilité du phosphore est rapidement supprimée dans les sols du sud de la Floride.

"Heures supplémentaires, ce revêtement peut devenir une "graine" pour plus de stabilité, moins de formes disponibles de phosphore », explique Tiedeman.

Sans phosphore libéré, les cultures ne peuvent pas pousser avec succès. Tant d'agriculteurs du sud de la Floride ont continué à ajouter du phosphore aux sols. Dans un cycle continu, la plupart de ce phosphore devient indisponible pour les plantes. Heures supplémentaires, de grandes quantités de phosphore non disponible se sont accumulées dans ces sols. "Certains sols agricoles de la région contiennent 100 à 200 fois plus de phosphore que ce qui était naturellement présent. Avec des concentrations élevées de P, les types de composés phosphorés présents dans ces sols sont déroutants. Des études récentes ont documenté la présence d'apatite, un cristal de phosphore qui nécessite généralement une chaleur et une pression intenses pour se former. Une hypothèse, qui oriente les recherches de Tiedeman, est que les micro-organismes du sol créent des minéraux phosphorés stables.

Pour déterminer si les champignons sont capables de créer des minéraux phosphorés, Tiedeman amène les champignons dans le labo. Cela lui permet d'explorer plusieurs questions :Comment les champignons du sol locaux réagissent-ils aux doses de phosphore disponible lorsqu'ils vivent dans des sols calcaires ? Les champignons contribuent-ils à la cristallisation du phosphore ?

"Nous prévoyons d'analyser des échantillons de champignons et tous les sous-produits de leur croissance à l'aide d'un microscope électronique à balayage, " dit Tiedeman. " Cela nous permettrait de rechercher des formes cristallines de phosphore. Cela peut également nous aider à mieux comprendre comment les champignons forment des cristaux. » Les résultats de l'étude ne se limitent pas au sud de la Floride, bien que. On estime que 10 pour cent de tous les sols arables sont riches en carbonates qui se comportent comme le carbonate de calcium du calcaire. "L'étude des sols calcaires du sud de la Floride peut avoir des implications au-delà d'une échelle régionale, " dit Tiedeman.

"L'identification de tous les processus impliqués dans l'indisponibilité du phosphore dans les sols calcaires sera utile pour développer des stratégies visant à améliorer l'efficacité de l'utilisation des engrais. Cela pourrait être très bénéfique pour les producteurs et l'environnement."

Tiedeman a présenté ses recherches à la réunion internationale de la Soil Science Society of America, 6-9 janvier, San Diego.