L’engrais au phosphore recyclé réduit le lessivage des nutriments et maintient le rendement

Une nouvelle forme prometteuse d’engrais au phosphate d’ammonium a été testée sur le terrain par des chercheurs d’Urbana-Champaign de l’Université de l’Illinois. L’engrais struvite offre un triple avantage en termes de durabilité et de production agricole, car il recycle les nutriments des flux d’eaux usées, réduit le lessivage du phosphore et de l’azote dans les sols agricoles et maintient ou améliore le rendement du soja par rapport aux engrais phosphorés conventionnels.

« Des projets en laboratoire et en serre ont montré le potentiel de la struvite, mais il s’agit de la première évaluation à l’échelle du terrain de la perte de nutriments et des bénéfices en termes de rendement », a déclaré le chercheur principal Andrew Margenot, professeur agrégé et spécialiste de la vulgarisation au sein du Département des cultures. Sciences, qui fait partie du Collège des sciences de l’agriculture, de la consommation et de l’environnement (ACES) de l’Université d’I. « Nous avons découvert que la struvite peut être un substitut complet au phosphate monoammonique (MAP) ou au phosphate diammonique (DAP) pour le rendement du soja, et il réduit les pertes de nutriments de source diffuse par rapport aux options d’engrais conventionnelles.

Celui de son équipe les résultats sont publiés dans le Journal de la qualité de l’environnement.

L’application de MAP ou de DAP à l’automne comme source de phosphore pour les cultures est une pratique courante pour la production de maïs et de soja dans une grande partie du Midwest. Mais comme le phosphore contenu dans le MAP et le DAP est hautement soluble dans l’eau, une grande partie des nutriments est perdue au cours de l’hiver et du début du printemps qui suivent. Non seulement cela peut contribuer à la pollution par les nutriments en aval, mais cela signifie également qu’il peut y avoir moins de phosphore disponible dans le sol au moment où les cultures sont semées au printemps.

Il est important de noter que le MAP et le DAP contiennent également des formes solubles d’azote, un fait négligé qui, selon Margenot, contribue au problème de la perte de nitrates dans le Midwest.

« Il existe un point mort majeur dans le cycle de l’azote », a déclaré Margenot. « Aux États-Unis et dans le Midwest en particulier, l’écrasante majorité de nos engrais phosphorés sont de l’ammoniaque. Lorsque les agriculteurs achètent une source de phosphore à appliquer à l’automne, leurs options se limitent généralement au MAP ou au DAP, ils ne peuvent donc éviter d’en appliquer conjointement. azote. »

Il a fait le calcul dans un papier d’accompagnement Publié dans Lettres agricoles et environnementales et a découvert que le DAP appliqué au taux habituel (200 livres par acre) ajoute 36 livres d’azote par acre dont la plupart des agriculteurs – et les recommandations en matière d’octroi de terres – ne tiennent pas compte. En additionnant tout cela dans l’Illinois, Margenot a estimé que 198 millions de livres d’azote sont ajoutées chaque automne sous forme de MAP ou de DAP.

« Ce chiffre est 11 % supérieur à notre objectif de réduction des pertes de nitrate à l’échelle de l’État, fixé à 178 millions de livres », a-t-il déclaré. « La gestion de cet azote appliqué à l’automne est une solution facile qui pourrait réduire considérablement les pertes de nitrate dans l’Illinois et dans d’autres États du bassin du fleuve Mississippi, et nous pourrions le faire sans modifier les taux d’application de phosphore. »

La struvite contient également de l’azote, mais la struvite est moins soluble dans l’eau que le MAP. Cela explique pourquoi l’équipe de Margenot a découvert que le lessivage du phosphore et de l’azote était nettement inférieur sous struvite par rapport au MAP, comparable au lessivage naturel mesuré dans des sols non fertilisés.

Mais si les nutriments sont moins solubles, cela signifie-t-il que les plantes ont plus de mal à y accéder ? Pas selon le Journal de la qualité de l’environnement étude. Les rendements du soja n’étaient pas significativement différents avec les deux engrais. Et dans le site de l’étude, dans le sud de l’Illinois, la struvite, mais pas le MAP, a en fait augmenté le rendement du soja par rapport aux parcelles témoins sans engrais. Margenot pense que la hausse des rendements aurait pu résulter du magnésium contenu dans la struvite.

Struvite (phosphate d’ammonium et de magnésium, un 5-22-0 [10 Mg] source) se forme lorsque le magnésium est ajouté aux eaux usées, où il réagit avec le phosphore et l’azote et extrait ces nutriments du flux de déchets. Chicago et Saint-Louis ont loué une partie de leurs flux d’eaux usées à une entreprise pour fabriquer l’engrais recyclé, mais Margenot affirme que l’industrie de fabrication de struvite est actuellement trop petite pour satisfaire les besoins en phosphore de l’ensemble de la Corn Belt.

« Struvite n’est pas évolutif pour le moment, mais nous prouvons l’efficacité d’une solution qui sera un jour sur les tablettes. Nos résultats soulignent les avantages de l’augmentation de la production et de l’utilisation de struvite à la ferme », a-t-il déclaré.

Bien que la struvite ait réduit les pertes de nutriments par rapport au MAP, Margenot note que la perte de nutriments se produit même sans engrais ajouté et recommande des cultures de couverture pour atténuer ces pertes « de fond » qui se produisent indépendamment de la fertilisation.

« Lorsque nous n’ajoutions aucun engrais, que ce soit du MAP ou du struvite, nous constations quand même des pertes substantielles, notamment dans les Mollisols, plus riches en matière organique. [black prairie soils] de notre site du centre de l’Illinois », a-t-il déclaré. « Nos sols sont si riches ; ils contiennent beaucoup d’azote organique et de phosphore. S’il fait suffisamment chaud, ces nutriments se minéraliseront et se transformeront en nitrate et en phosphate. S’il n’y a aucune culture pour l’attraper, comme une culture de couverture ou du blé, alors ces nutriments seront lessivés. »