Des pédologues de l'Université RUDN (Russie) et de l'Université agricole de Huazhong (Chine) ont démontré que l'ajout de composés carbonés au sol peut augmenter la disponibilité du phosphore dans les rizières. A ces fins, des biologistes ont décrit les processus de réduction des composés du fer (III) et de libération de phosphore par les microorganismes du sol en présence de carbone comme source d'énergie. Ces résultats permettront de réduire la dépendance aux engrais phosphatés et d'augmenter la productivité agricole. La recherche a été publiée dans la revue Géodermie .

La carence en phosphore dans les sols limite les capacités de production des cultures. On le trouve souvent dans les sols sous une forme indisponible pour les plantes, c'est-à-dire des composés de fer. L'indisponibilité du phosphore est particulièrement typique des sols tropicaux et subtropicaux, par exemple, dans les rizières, où le fer est l'un des éléments les plus courants. Pour résoudre ce problème, des engrais phosphorés coûteux sont utilisés dans l'agriculture. Les pédologues du RUDN ont montré qu'il est possible de mobiliser le phosphore dans les rizières à l'aide de micro-organismes du sol. Le processus nécessite du carbone du sol.

Les rizières sont arrosées pour empêcher les mauvaises herbes de pousser. La profondeur d'arrosage est périodiquement modifiée en fonction de la phase de développement de la plante. Quand le riz mûrit, l'eau est drainée des champs, et le sol est séché. Par conséquent, les sols de paddy ont des propriétés spécifiques :ils alternent constamment des périodes de processus oxydants et réducteurs, lorsque l'acidité de ces sols augmente lors de la stagnation de l'eau et diminue lorsque l'eau se retire. En outre, une grande quantité de matière organique riche en carbone s'accumule dans la couche supérieure, ainsi que le fer sédimentaire en raison de la destruction des roches contenant du fer affectées par l'eau.

Les microorganismes du sol oxydent ou réduisent les composés inorganiques, les transformer en une forme digestible différente. En patiné, sols rizicoles acides, les micro-organismes du sol décomposent les composés du fer et du phosphore, réduire le fer ferrique en ferreux, et libérant du phosphore sous une forme accessible aux plantes. Mais ce processus nécessite de l'oxygène. Les champs inondés avec une acidité accrue du sol sont sujets à un manque d'oxygène, qui entrave le processus de libération du phosphore. Les scientifiques ont supposé que les micro-organismes ont besoin de carbone comme source d'énergie pour restaurer le fer sans oxygène.

Pour tester cette hypothèse, des pédologues ont mené une expérience :ils ont prélevé 255 échantillons de sol dans deux rizières en Chine avec un climat subtropical typique. Les chercheurs ont enlevé les débris végétaux visibles, des pierres, et microfaune du sol et oxalate ajouté, acétate, propionate, et formiate solutions—labiles, qui est facilement dégradable, matière organique qui est une source de carbone facilement disponible. Un échantillon a été laissé sans ajouter de composé comme témoin. Des échantillons de sol ont été conservés sous l'eau pendant deux mois, C'est, sans oxygène. Les sols de paddy existent dans des conditions similaires. Pendant 60 jours, les chercheurs ont mesuré la concentration de fer ferreux dans les échantillons. Le fer apparaît une fois le phosphore libéré et peut servir de marqueur pour connaître la concentration de phosphore libre. La mesure directe du phosphore est plus complexe et coûteuse.

Les mesures ont montré que la matière organique labile accélérait la libération de phosphore des composés du fer. De plus, le phosphore est libéré plus rapidement dans les échantillons de sol avec une concentration initialement plus élevée de matière organique labile et de composés de fer. Cela a prouvé l'hypothèse selon laquelle dans des conditions sans oxygène dans les sols de riz, le carbone peut « remplacer » l'oxygène comme source d'énergie pour les microorganismes du sol qui libèrent du phosphore sous la forme disponible pour les plantes.

Les résultats de la recherche montrent que des quantités relativement faibles de matière organique labile peuvent libérer des réserves de phosphore dans le sol et réduire la dépendance des rizières à l'égard d'engrais phosphorés assez coûteux et dangereux pour l'environnement.